Геоинформационная система в муниципальном управлении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Геоинформационная система (ГИС): понятие, программы

1.1 Понятие о Геоинформационной системе (ГИС)

1.2 Программное обеспечение ГИС

Глава 2. Использование ГИС в муниципальном управлении

2.1 Обзор научной литературы по использованию ГИС в муниципальном управлении

2.2 Сферы применения муниципальных ГИС в ОМСУ

2.3 ГИС как инструмент дежурства городской топографической основы

2.4 Муниципальная ГИС для жителей города

2.5 Градостроительная ГИС

2.6 Муниципальные ГИС

2.7 Подходы к проектированию МГИС

Заключение

Литература



Введение

XXI век называют веком компьютеризации (информатизации) всей сферы жизнедеятельности человека: управления, образования, здравоохранения, сельского хозяйства и многих других сфер. Одним из бурно развивающих направлений компьютеризации является использование Геоинформационной системы.

Геоинформационная система (ГИС) в настоящее время внедряется во все сферы жизни человека, в том числе и в муниципальное управление, где она нашла разнообразные формы применения, речь о которой пойдет на данном реферате.

Объект исследования: Геоинформационная система.

Предмет использования: использование ГИС в муниципальном управлении. геоинформационный муниципальный топографический

Цель исследования: ознакомление с Геоинформационной системой, изучение использования ГИС в муниципальном управлении, выявление основных направлений ГИС в муниципальном управлении.

Для достижения нашей цели поставили следующие задачи:

· изучить научную литературу по данной проблематике;

· проанализировать ГИС-технологии и программы;

· выявить основные направления использования ГИС в муниципальном управлении;

· обобщить полученные данные.

При написании реферата опирались на данные журнала "ArcReview", на труды Берлянта А.М., на данные Интернет-сайта: www. dataplus. ru, www. gis. su.



Глава 1. Понятие и назначение геоинформационных систем

1.1 Общие сведения о геоинформационных системах

Информационные системы в настоящее время используются в различных сферах деятельности человека. Однако довольно часто у пользователей возникает необходимость определения пространственного положения изучаемых объектов. Любая пространственная информационная система формируется на принципах, которые присущи всем информационным системам. Такие системы представляются как автоматизированные информационные системы, предназначенные для отображения и анализа естественных, а также искусственных объектов, расположенных в пределах земной поверхности. Пространственная привязка изучаемых объектов послужила основанием для введения термина «географические информационные системы» (ГИС).

Со временем этот термин получил более широкую трактовку и трансформировался в понятие «геоинформационная система», поскольку в сферу исследования ГИС включались объекты и явления, имеющие не только конкретное местоположение на земной поверхности, но и различные описательные характеристики. В широком смысле слова ГИС воспринимается как модель реального мира, а в узком смысле является системой накопления и хранения данных, привязанных к земной поверхности. При этом наиболее перспективным направлением развития ГИС признана возможность поддержки процессов принятия решений. Составная часть сложных слов «гео» в переводе с греческого языка означает «земля». Область применения ГИС, естественно, не ограничивается географией, геодезией или другими «геонауками».

Применение ГИС, как показывает практика, весьма эффективно в любой предметной области, в которой важное значение имеет информация о взаимном расположении и формах описываемых или изучаемых объектов в пространстве (экология, сельское и лесное хозяйство, управление природными ресурсами, бизнес, кадастр объектов недвижимости, коммунальное хозяйство и т. д.). Таким образом, наиболее существенное отличие ГИС от других информационных систем заключается в том, что они содержат пространственно-временные и географически координированные данные, характеризующие конкретный объект. Эти данные могут включать географические координаты (широту и долготу), прямоугольные координаты (X и Y) или почтовые адреса, идентифицирующие местоположение объектов.

Термин «географическая информационная система» введен в 1963 году Р.Ф. Томлинсоном при внедрении электронной пространственной информационной системы в Канаде. Это понятие соответствовало новой технологии применения ЭВМ для хранения и обработки данных. Значительно позднее на базе таких систем были созданы указанные выше земельные информационные системы, характеризующие правовое, хозяйственное и пространственное положение незначительных по площади территорий. Американский архитектор Ф. Харт предложил информацию различного рода помещать на кальке. При помощи подсветки представлялась возможность совмещать информацию, имеющуюся на нескольких листах кальки.

Данную идею развили другие американские ученые - Говард и Фишер, предложившие для совмещения изображений использовать компьютер. С 1977 года эта идея применяется в различных сферах производственной и научной деятельности специалистов. В настоящее время автоматизация в области ГИС достигла такого уровня, который позволяет решать задачи пространственного анализа, осуществлять ведение графических и атрибутивных баз данных, корректировать информацию и выводить ее на печать. Таким образом, главное отличие ГИС от систем компьютерной графики заключается в том, что геоинформационные системы, кроме графического отображения, содержат разностороннюю информацию об объектах и их элементах. Кроме этого, они обеспечивают также определение площади и периметра замкнутых фигур, местоположение любых указанных объектов, их взаимное пересечение, наложение или примыкание, принадлежность, вид хозяйственного использования и т. д. Здесь следует сказать несколько слов о точности выполнения некоторых картометрических операций. Информация о каждом объекте, внесенном в ГИС, хранится в цифровом формате. Для формирования такой информации могут быть использованы, например, материалы автоматизированной съемки, сканирования, дистанционного зондирования. Если оператор выделит нужный объект и дважды щелкнет по нему «мышью», то на экране компьютера отобразится информация, присущая этому объекту. Таким образом, результат работы оператора существенным образом зависит от точности ранее внесенных в ГИС сведений.

Поэтому площади и другие производные параметры будут вычисляться по содержащейся в базах данных информации. Чем точнее эта информация, тем надежнее результат будет получен оператором. Что касается количества значащих цифр после запятой или единиц измерения, то пользователь самостоятельно решает эту задачу с помощью элементарных системных настроек. Если не требуется высокая точность результатов (например, в процессе оценки кадастровой стоимости недорогих земельных участков), то пользователь может использовать «мышь» для приближенных построений и дальнейших вычислений. Завершая тему точности, следует добавить еще несколько слов. В процессе эксплуатации ГИС различают не только точность измерений и точность вычислений. Здесь также приобретает важное значение точность представления данных, которая является производной от масштаба изображения и размера ячеек растра, а также точности введения координат, вида проекции и используемых аппроксимирующих моделей. Спектр решаемых с помощью ГИС задач постоянно расширяется за счет имеющих место актуальных проблем муниципального управления, экологических проблем и т. д. Это обусловливает возрастание интереса к ГИС широкого круга юридических и физических лиц. Поэтому общее представление о геоинформационных системах должен получить практически каждый житель планеты Земля как потенциальный пользователь ГИС-технологий. Основанные на ГИС геоинформационные технологии завоевывают все большую популярность и официальное признание в нашей стране. При этом цифровой геопространственной информации отводится важная роль в процессе решения задач развития регионов России.

Однако не все производственные организации имеют современные аппаратно-программные средства обработки цифровых геопространственных данных. Вместе с тем, руководители отдельных организаций также вынуждены признать факт недостаточной укомплектованности квалифицированными кадрами, владеющими навыками использования геоинформационных систем для проведения исследований или решения конкретных производственных задач. В условиях формирующегося цивилизованного рынка темпы освоения ГИС-технологий зависят в основном от наличия и доступности образовательных программ в области геоинформатики и ГИС. Единое определение ГИС сформулировать достаточно сложно, поскольку их возможности могут рассматриваться с различных точек зрения.

Это существенным образом видоизменяет сложившееся понятие о функциональных возможностях геоинформационных систем. В настоящее время имеют место несколько десятков определений ГИС. Объясняется это не только популярностью систем, но и областью их применения. Известно, что изначальная цель создания ГИС заключалась в формировании информации о территориях. В ходе существенных функциональных преобразований название сохранялось, хотя каждый разработчик вкладывал в него новое содержание. Таким образом, географические информационные системы совершенствовались с учетом динамики предъявляемых к ним требований, изменяя или углубляя свои изначальные свойства и функции. В свою очередь, это обусловливало также формирование ряда новых определений ГИС, учитывающих их специфические особенности, используемые для конкретных целей. В частности, под ГИС понимается комплекс аппаратно-программных средств, используемых человеком для хранения, отображения географических (пространственно-разнесенных) данных и манипулирования ими; внутренне позиционированная автоматизированная пространственная информационная система, создаваемая для управления данными, их картографического отображения и анализа; аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно координированных данных, интеграцию знаний о территории для их эффективного использования в процессе решения научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой, а также территориальной организацией общества; система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории; система, включающая базу данных, техническое оснащение, специализированное математическое обеспечение и пакеты программ, предназначенные для расширения базы данных, манипулирования данными, их визуализации, а также принятия решений о том или ином варианте хозяйственной деятельности; информационная система, которая обеспечивает ввод, манипулирование, анализ, преобразование и вывод пространственно- ориентированных данных. Как видно из приведенных определений, термин «геоинформационные системы» базируется на двух принципиально различающихся понятиях.

Во- первых, ГИС представляется как программное средство, программная оболочка, с помощью которой создается и используется информационно-справочная или информационно-аналитическая система, а также система поддержки принятия решений в какой-либо предметной области. В данном смысле часто имеются в виду инструментальные ГИС. Во-вторых, ГИС представляются как информационно-справочные системы, которые создаются и функционируют с помощью инструментальных ГИС. При этом ГИС включают программные средства, которыми оснащены рабочие места, а также информацию и конкретные структуры данных. Следовательно, в упрощенном виде ГИС можно рассматривать как базы данных. Отсутствие единого подхода к определению ГИС обусловливается не только множеством решаемых с их помощью задач. Здесь также важную роль играет различие между компьютерной картографией и ГИС. Известно, что системы компьютерной картографии, использующие для создания карт графические примитивы в сочетании с описательными атрибутами, не содержат аналитических возможностей ГИС.

Для картографических целей целесообразно использовать систему компьютерной картографии, разработанную непосредственно для ввода, преобразования и вывода графических данных. В этом смысле профессиональные многофункциональные ГИС, как показывает практика, оказываются неэффективными. Системы компьютерного черчения, специально разработанные для создания графических изображений, не привязанных к внешним описательным данным, являются прекрасным инструментом для проектирования, значительно упрощающим процессы создания чертежей и редактирования информации. Вместе с тем, они практически не пригодны для создания карт и не содержат функций пространственного анализа. Известный математик Р. Декарт в свое время говорил, что необходимо определять значение используемых слов для того, чтобы избавить человечество от возможных заблуждений. Поэтому целесообразно было бы принять единое определение, обеспечивающее однозначное толкование данного термина: это аппаратно-программный комплекс или сама информация, хранимая в системе.

Авторы поддерживают следующее определение ГИС, которое, по их мнению, является наиболее точным геоинформационная система - это совокупность аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, предназначенных для сбора, ввода, хранения, математико-картографического моделирования и образного представления геопространственной информации. Таким образом, геоинформационная система представляет собой информационную систему, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, отображение и представление пространственно-координированных данных. ГИС содержат данные об объектах в цифровой форме (векторной или растровой). Они включают соответствующий определенным задачам набор функциональных возможностей, реализуемых в различных геоинформационных технологиях. Так же, как и любые информационные системы, они базируются на программных, аппаратных, информационных, нормативно-правовых, кадровых и организационных компонентах . Решаемые актуальные научные и прикладные задачи в сфере инвентаризации, мониторинга, оценки земель, кадастра объектов недвижимости, планирования, управления, поддержки процесса принятия решений и другие задачи определяют проблемную ориентацию ГИС. В частности, в интегрированных ГИС (ИГИС) совмещаются функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений в единой информационной среде. Полимасштабные или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных представлениях пространственных объектов. Они обеспечивают графическое воспроизведение данных на любом уровне предусмотренного для них масштабного ряда.

1.2 Функциональные возможности ГИС

Создание и функционирование ГИС сопряжено с рядом специфических задач организационно-правового, научно-технического и финансово- экономического характера. Например, в Польше функционируют такие системы, как «Земля», «Здания и сооружения», «Инженерные коммуникации». В ГИС используются колоссальные по размерам базы данных и качественная графика. Это требует значительных объемов машинной памяти и быстродействующих процессоров. Для этого необходимы более мощные компьютеры или так называемые рабочие станции профессионального уровня, стоимость которых значительно превышает стоимость персонального компьютера. Однако на базе персональных компьютеров также может быть создана полноценная ГИС, только с меньшим набором функциональных возможностей. Под функциональными возможностями ГИС понимается комплекс функций геоинформационных систем и соответствующего программного обеспечения, позволяющих пользователям решать свои научные, производственные и бытовые задачи . ГИС не являются серийным продуктом, поскольку заказчик не в состоянии с самого начала точно представить себе все задачи, которые ему предстоит решать. Фирмы - разработчики ГИС, как правило, имеют для них готовые модули, обеспечивающие выполнение одной из задач, например: поддержка устройств ввода и вывода, работа с базами данных, визуализация и анализ данных. В процессе оформления заказа на геоинформационную систему согласовывается перечень модулей, необходимых конкретному заказчику. Некоторые модули могут быть созданы разработчиками в индивидуальном порядке.

Основные функции ГИС, которые обеспечивают пользователям решение широкого круга задач. Ввод данных в ГИС представляет собой операцию чтения информации с различных носителей. Данные перед вводом в ГИС должны быть преобразованы в цифровой формат. Этот процесс называется оцифровкой и в современных ГИС может быть автоматизирован за счет применения сканерной технологии, что особенно важно для реализации крупных проектов. Если объемы работ незначительны, то целесообразно использовать дигитайзеры, которые также позволяют преобразовывать изображения в цифровую форму. Некоторые ГИС имеют встроенные векторизаторы, автоматизирующие процесс оцифровки растровых изображений. Ввод цифровой информации в ГИС может осуществляться с клавиатуры, из GPS-приемников, систем дистанционного зондирования, фотограмметрических приборов, электронных тахеометров, лазерных и магнитных носителей информации, а также путем импортирования из других систем и посредством речевого ввода. Устройство речевого ввода данных, как правило, включает микрофон, анализатор речевых звуков и блок их распознавания, блок эталонов звуков и блок их кодирования для ввода в компьютер.

Функция хранения, манипулирования и управления графической и атрибутивной (неграфической) информацией дает возможность пользователям осуществлять отбор, обновление, преобразование и хранение данных.

В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. При увеличении объема информации для ее структуризации и хранения целесообразно применять системы управления базами данных и специальные компьютерные средства для работы с интегрированными наборами данных. Как правило, в современных ГИС используются реляционные модели данных, которые обеспечивают хранение информации в табличной форме. Манипулирование данными осуществляется в целях упорядочения информации по какому-либо полю (полям), а также ее поиска, редактирования и предоставления пользователям по их запросам. Управление информацией, имеющейся в различных таблицах, осуществляется по общим полям (например, поле «Владелец объекта недвижимости») при помощи языка структурированных запросов. Этот простой прием достаточно гибок и широко используется во многих приложениях для организации связи между данными и их преобразования. Вывод данных является одним из важнейших этапов, в результате которого реализуется возможность изучения информации, ее корректировки и предоставления потребителю в удобном для него виде. Информация может быть представлена в графической, текстовой или табличной форме. К основным устройствам вывода данных относятся: монитор, принтер, графопостроитель, магнитные и лазерные носители информации, а также другие информационные системы (операция экспорта). Картометрические операции представляют собой процесс выполнения различных измерений по карте для определения геометрических параметров пространственных объектов (например, длины линий, периметры и площади замкнутых объектов), а также оценки полученных результатов. Генерация пользовательских запросов и документирование. Если в ГИС имеется необходимая информация, то предоставляется возможность получать ответы как на простые вопросы (кто владелец данного земельного участка), так и на более сложные запросы, требующие дополнительного анализа (например, где выбрать площадку для строительства нового дома с учетом сложившейся застройки). Решение таких задач осуществляется посредством использования Structured Query Language (SQL), что в переводе означает «язык структурированных запросов». Запрос - это поиск на электронной карте (плане) нужной информации и выделение каким-либо условным знаком объектов, соответствующих теме запроса. Информация, предоставляемая пользователям по их запросам, должна не только удовлетворять поставленным условиям, но также быть формализована, то есть представлена в виде единых унифицированных форм документов, отчетов, графиков, таблиц, схем и т. д. Реализация вышеуказанных действий может быть осуществлена посредством встроенных языков программирования и макросов.

Оверлейные операции обеспечивают реализацию одной из основных функций геоинформационных систем, которые предназначены для наложения друг на друга различных слоев, представленных в цифровой форме, в целях комплексного изучения содержания электронной карты. Моделирование данных представляет собой процедуру преобразования пространственных данных, включающую совокупность правил формирования структуры таблиц и взаимосвязей информации в базах данных. Геоинформационное моделирование - это процесс преобразования моделей пространственных объектов, обеспечивающий корректировку их форм по изменившимся значениям таблиц баз данных. Настройка геоинформационной системы на требования пользователя предназначена для ее адаптации под конкретные требования пользователей, которыми могут являться физические или юридические лица, использующие ГИС для решения своих научных, производственных или бытовых задач. Визуализация данных обеспечивает отображение информации на экране монитора, ее масштабирование, перемещение, редактирование, а также создание и использование библиотеки условных обозначений в растровом или векторном форматах.

Функция визуализации цифровой информации позволяет решать задачи по выявлению пространственно- логических отношений. Преобразование пространственных данных. В процессе работы с данными возникает задача их преобразования для последующего картографического отображения и представления в удобном для пользователя виде. Сюда включаются операции по реструктуризации данных, которые обеспечивают, например, изменение размера ячеек растрового изображения, перевод данных из одного формата в другой. Процедура преобразования данных реализует задачу трансформации координат объектов при переходе из одной проекции в другую, а также перевычисление прямоугольных координат точек в географические (или географических координат в прямоугольные). Кроме перечисленного, данная функция позволяет осуществлять конвертирование данных в различные форматы в процессе реализации функций экспорта и импорта, а также растрово-векторное и векторно- растровое преобразование данных для последующего использования в различных ГИС. Пространственный анализ является наиболее важной функцией, которая базируется главным образом на процессах визуализации объектов электронной карты (плана).

Пространственный анализ включает следующие основные операции [30]: анализ наличия видимости (невидимости) между объектами; установление геометрических характеристик объектов, включая вычисление длин сторон полигонов, их периметров, площадей, расстояний между различными объектами и т. д.; определение топологических отношений между объектами (например, пересечение, примыкание, включение, соседство). Задание топологии возможно автоматически или вручную; построение буферных зон вокруг точечных, линейных и полигональных объектов. Такие зоны формируются эквидистантными линиями (то есть равноудаленными друг от друга), отражающими область действия каких-либо факторов. Под буферной зоной понимается территория, отделяющая две или несколько зон различного функционального назначения.

Такие зоны создаются например, для выделения опасных территорий вокруг аварийных объектов. Они могут быть рассчитаны по нормативам предельно-допустимых концентраций вредных веществ с учетом мощности концентрации, направления ветров, рельефа местности, а также сферы распространения вредных веществ, вибрации, шума и т. д.; поиск кратчайшего пути или оптимального расстояния по какому-либо критерию, а также ближайшего соседа. На основании пространственного анализа решаются задачи по выявлению наличия пересечений и примыканий объектов, а также многие другие операции. Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для пространственного анализа, среди которых наиболее значимы анализ видимости, близости и наложения. Анализ видимости обеспечивает определение прямой видимости (или невидимости) между изучаемыми объектами с учетом рельефа местности и окружающих строений. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется ранее указанный процесс, называемый буферизацией.

При этом можно решать ряд практических задач, например, определить количество домов, расположенных в радиусе пятисот метров от указанного учреждения, подсчитать численность населения в конкретной зоне и т. д. Использование процесса буферизации предоставляет возможность решать проблемы водопользования, размещения объектов культурно-бытового назначения и т. д. Процесс наложения информации обеспечивает интеграцию данных, расположенных в различных тематических слоях. Кроме обычного отображения объектов, здесь могут быть применены операции их физического объединения. Таким образом, могут быть решены различные задачи, связанные с определением рельефа местности, величины уклона и т. д.

1.3 Характеристика задач, решаемых с помощью геоинформационных систем

Геоинформационные системы содержат информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены по принципу типизации объектов. Для представления, например, застроенной территории в ГИС можно выделить несколько слоев: «Здания», «Улицы», «Подземные коммуникации», «Зеленые насаждения», «Водные объекты». Этот простой и вместе с тем очень гибкий подход доказал свою актуальность в процессе решения разнообразных задач, к основным из которых можно отнести отслеживание передвижения транспортных средств, определение кратчайшего расстояния между двумя пунктами с учетом наличия транспортных коммуникаций и т. д. При этом предоставляется возможность детально изучать любые объекты, не перегружая изображение второстепенными элементами.

Обычная топографическая карта этого достичь не позволяет. Таким образом, подключая нужные для изучения слои и накладывая их друг на друга, пользователь может решить любую задачу (вычисление площадей и расстояний, определение координат объектов и т. д.). Для автоматического решения подобных задач применяется процедура, называемая геокодированием.

Под геокодированием понимается процесс присвоения различным точкам местности координат (X и Y), который обеспечивает поиск на электронной карте или плане любого реально существующего объекта для последующего изучения, например, местоположения землетрясения или наводнения, пути к нужному населенному пункту или объекту и т. д. Таким образом, зная название объекта, представляется возможность определить его местоположение на электронной карте, и наоборот, задавая его координаты, можно вывести этот объект на экран компьютера для детального изучения.



Глава 2. Использование ГИС в муниципальном управлении

2.1 Области применения ГИС - технологий

Пространственный или географический фактор является одним из доминирующих при управлении городской территорией и решении повседневных задач городскими службами и организациями. Без знания о том, где расположен объект, какими характеристиками он обладает, с какими другими территориальными объектами он связан, невозможно принять эффективное управленческое решение или своевременно решить оперативную задачу.

Ученые подсчитали, что 85% информации, с которой сталкивается человек в своей жизни, имеет территориальную привязку. Поэтому перечислить все области применения ГИС просто невозможно. Этим системам можно найти применение практически в любой сфере трудовой деятельности человека.

ГИС эффективны во всех областях, где осуществляется учет и управление территорией и объектами на ней. Это практически все направления деятельности органов управления и администраций: земельные ресурсы и объекты недвижимости, транспорт, инженерные коммуникации, развитие бизнеса, обеспечение правопорядка и безопасности, управление ЧС, демография, экология, здравоохранение и т.д.

ГИС позволяют точнейшим образом учитывать координаты объектов и площади участков. Благодаря возможности комплексного (с учетом множества географических, социальных и других факторов) анализа информации о качестве и ценности территории и объектов на ней, эти системы позволяют наиболее объективно оценивать участки и объекты, а также могут давать точную информацию о налогооблагаемой базе.

В области транспорта ГИС давно уже показали свою эффективность благодаря возможности построения оптимальных маршрутов , как для отдельных перевозок, так и для целых транспортных систем, в масштабе отдельного города или целой страны. При этом возможность использования наиболее актуальной информации о состоянии дорожной сети и пропускной способности позволяет строить действительно оптимальные маршруты.

Учет коммунальной и промышленной инфраструктуры - задача сама по себе не простая. ГИС не только позволяет эффективно ее решать, но и также повысить отдачу этих данных в случае чрезвычайных ситуаций. Благодаря ГИС специалисты различных ведомств могут общаться на общем языке.

Интеграционные возможности ГИС поистине безграничны. Эти системы позволяют вести учет численности, структуры и распределения населения и одновременно использовать эту информацию для планирования развития социальной инфраструктуры, транспортной сети, оптимального размещения объектов здравоохранения, противопожарных отрядов и сил правопорядка.

ГИС позволяют вести мониторинг экологической ситуации и учет природных ресурсов. Они не только могут дать ответ, где сейчас находятся "тонкие места", но и благодаря возможностям моделирования подсказать, куда нужно направить силы и средства, чтобы такие "тонкие места" не возникали в будущем.

С помощью геоинформационных систем определяются взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью сельскохозяйственных культур), выявляются места разрывов электросетей.

Риэлторы используют ГИС для поиска, к примеру, всех домов на определенной территории, имеющих шиферные крыши, три комнаты и 10-метровые кухни, а затем выдачи более подробного описания этих строений. Запрос может быть уточнен введением дополнительных параметров, например, стоимостных. Можно получить список всех домов, находящих на определенном расстоянии от конкретной магистрали, лесопаркового массива или места работы.

Компания, занимающаяся инженерными коммуникациями, может четко спланировать ремонтные или профилактические работы, начиная с получения полной информации и отображения на экране компьютера (или на бумажных копиях) соответствующих участков, скажем водопровода, и заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, с уведомлением их о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.

Для космических и аэрофотоснимков важно то, что ГИС могут выявлять участки поверхности с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. В этом - суть дистанционного зондирования. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться и в других областях. Например, в реставрации: снимки картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых).

Геоинформационная система может использоваться для осмотра как больших территорий (панорама города, штата или страны), так и ограниченного пространства, к примеру, зала казино. С помощью этого программного продукта управленческий персонал казино получает карты с цветовым кодированием, отражающим движение денег в играх, размеры ставок, взятие "банка" и другие данные из игорных автоматов.

ГИС помогает, например, в решении таких задач, как предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами.

ГИС служат для графического построения карт и получения информации как об отдельных объектах, так и пространственных данных об областях, например о расположении запасов природного газа, плотности транспортных коммуникаций или распределении дохода на душу населения в государстве. Отмеченные на карте области во многих случаях гораздо нагляднее отражают требуемую информацию, чем десятки страниц отчетов с таблицами.

Базовая задача любой геоинформационной системы - это актуализация пространственных данных. Сама по себе информация в цифровом виде, несомненно, имеет ряд преимуществ перед бумажными носителями, но без непрерывного процесса обновления система рано или поздно теряет достоверность и ее использование становится неэффективным. При использовании ГИС-технологий процесс обновления информации становится менее трудоемким, появляется возможность структурной организации и классификации данных на моменте их ввода в систему.

2.2 Муниципальная геоинформационная система (МГИС) - инструмент для решения задач управления городом

Муниципальная геоинформационная система - это инструмент комплексного управления территорией, который обеспечивает информационную поддержку различным сферам муниципального управления, в том числе:

1. градостроительство;

2. земельная политика;

3. управление муниципальным имуществом;

4. организация транспортной схемы;

5. благоустройство;

6. прочее.

Система создана в соответствии с федеральным законодательством в области разработки Информационных систем обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД).

Муниципальная геоинформационная система содержит в себе весь перечень картографической информации в цифровом виде, выполненный в единой системе координат, общей системе классификации объектов местности и в общих правилах отображения:

1. градостроительная документация (генеральный план, схема зонирования, проекты планировки территории, проекты межевания);

2. адресный план города;

3. дежурный план;

4. схема существующего землепользования;

5. схема расположения объектов культурного наследия;

6. прочие картографические и тематические материалы.

Помимо картографических материалов, система содержит мощные структурированные базы данных и полнофункциональные информационные системы во взаимодействии с цифровой векторной картой.

Цели и задачи муниципальной геоинформационной системы

Основные цели системы

1. Создание совершенной структурно-функциональной организации территории города.

2. Повышение эффективности управления комплексом ресурсов территории.

3. Увеличение доходов в бюджеты всех уровней. Изменение структуры доходов местных бюджетов путем увеличения (до 30%) доли, относящейся к платежам за недвижимость.

4. Повышение инвестиционной привлекательности территории за счет:

5. рационального развития территории с учетом общественных интересов за счет качественного структурирования территории и разумного регламентирования ее развития;

6. обеспечения гарантий имущественных прав на недвижимость;

7. целесообразной долгосрочной административной и финансовой политики;

8. автоматизация предоставления льгот по платежам за недвижимость на период проектирования и строительства конкретных объектов недвижимости;

9. упрощения и ускорения процедуры оформления сделок с недвижимостью.

Основные задачи системы

1. ведомствами города для хранения и обмена информацией о территории. Единое информационное пространство содержит данные о территории (землях, объектах, вещных Формирование единого информационного пространства между службами и правах и т.п.), связанные с картографической основой.

2. Создание единого хранилища градостроительной документации, содержащей ограничения на использование земельных участков. Перечень документации продиктован Градостроительным Кодексом РФ от 2005 г.

3. Создание хранилища реестровой информации о территориальных объектах, имущественных правах на них, стоимости, условиях пользования, технических данных и прочее.

4. Информационная поддержка архитектурно-планировочной деятельности.

5. Пообъектный учет городской недвижимости, информационная поддержка каждого объекта в течение его жизненного цикла.

6. Организация единого электронного дежурного плана города.

7. Учет и паспортизация инженерно-сетевых объектов, формирование графиков планово-предупредительных ремонтов.

8. Формализация и автоматизация внутренних процессов в организациях, имеющих отношение к территориальному управлению.

9. Реализация системы внутриведомственного и межведомственного документооборота.

10. Упрощение обслуживания физических и юридических лиц за счет создания системы «одного окна» на базе единого хранилища информации.

11. Интеграция всех городских служб и ведомств на основе адресного плана.

Состав и инструментарий системы

1. Ведение информационных ресурсов муниципальной геоинформационной системы

2. Мониторинг территории, статистический анализ, оценка существующего состояния территории и прогноз градостроительного развития территории муниципального образования.

3. Анализ деятельности субъектов имущественных отношений и градостроительной деятельности.

4. Ведение зонального регламента города (района).

5. Ведение дежурной карты города (М 1:500), адресного плана.

6. Учет субъектов градостроительной деятельности (юридических и физических лиц).

7. Учет населения.

8. Учет территориальных зон в городе (функциональных, санитарно-защитных, водоохранных, регламентных и мн. др.).

9. Учет объектов недвижимости (помещений, земельных участков и пр.).

10. Учет прав на объекты недвижимости.

11. Учет градостроительной документации.

12. Учет проектируемых и строящихся объектов недвижимости, обеспечение единого технологического процесса оформления разрешительных документов на проектирование и строительство объектов недвижимости.

13. Формирование кадастровых документов (градостроительного паспорта объекта недвижимости, кадастровых справок).

14. Формирование отчетов для вышестоящих организаций.

15. Ведение архива информации муниципальной системы по истечении срока актуальности, ведение истории градостроительных изменений, поиск информации, сохраненной в архиве.

16. Типовой учрежденческий электронный документооборот (функции уровня городской имущественной организации).

17. Анализ деятельности имущественной организации.

Информационные ресурсы муниципальной геоинформационной системы

Интегрирующим элементом для всех представленных на схеме организаций является дежурный цифровой топоплан населенного пункта, на котором показано пространственное положение и соответствующие характеристики важнейших объектов недвижимости.

Ряд организаций имеют право наносить на карту свою информацию (например, органы архитектуры и градостроительства), другие в основном только «читают» информацию (например, органы по управлению имуществом, БТИ), но, в любом случае, цифровая карта является одним из самых важных информационных ресурсов.

Инструментарий системы:

ГИС «ИнГЕО».

Геоинформационная система «ИнГЕО» представляет собой комплекс программных продуктов, позволяющий формировать векторные топографические планы, с корректной топологической структурой (по результатам инвентаризации земель, топографическим планам населенных пунктов, генеральным планам предприятий, схемам инженерных сетей и коммуникаций и тому подобное).

АИС «Мониторинг».

Автоматизированная информационная система «Мониторинг» предназначена для автоматизации задач обеспечения градостроительной деятельности в органах архитектуры и градостроительства на уровне муниципального образования. Данная система позволяет организовать учет и регистрацию сведений о градостроительной документации ИС ОГД, учет предоставления сведений ИС ОГД в соответствии с положениями Градостроительного кодекса РФ и Постановления правительства РФ №363 от 9 июня 2006 г. «Об информационном обеспечении градостроительной деятельности».

АИС «Аукцион».

Автоматизированная информационная система «Аукцион» предназначена для учета информации и формирования документов при подготовке торгов по продаже права на заключения договоров развития застроенных территорий и договоров аренды земельных участков, предназначенных для строительства.

АИС «Имущество».

Автоматизированная информационная система «Имущество» предназначена для автоматизации деятельности крупных предприятий, областных и муниципальных организаций, осуществляющих управление различным недвижимым имуществом: земельными участками и расположенными на них объектами, прочно связанными с ними, а также движимым имуществом (транспортными средствами, оборудованием, прочим движимым имуществом).

АИС ОГД 363.

Автоматизированная информационная система обеспечения градостроительной деятельности 363 разработана на основе постановления Правительства РФ №363 «Об информационном обеспечении градостроительной деятельности» и приказом Министерства регионального развития РФ № 85. Система обеспечения градостроительной деятельности предназначена для обеспечения учета, регистрации, хранения и предоставления градостроительной документации.

Перспективы развития системы:

Перспективой развития МГИС является интеграция различных вертикальных (между уровнями власти) и горизонтальных (между подразделениями одного уровня) информационных ресурсов с целью обеспечения доступа высшего руководства соответствующего уровня к комплексу разнородной информации о территории.

Развитие идеи горизонтальной интеграции привело к созданию так называемых распределенных геоинформационных систем (РГИС).

Распределенная система - это средство коллективного ведения цифровых карт различными подразделениями администрации муниципального образования, предоставляющее возможность разработки внутриведомственных систем на базе общих картографических материалов.

Распределенная геоинформационная система интегрирует информацию от всех служб города на базе цифрового топоплана. Для руководства города данная система - это инструмент, позволяющий видеть комплексную разнородную информацию об объектах управления.

Опыт использования систем

МО «г. Екатеринбург».

МГИС г. Екатеринбурга для Департамента архитектуры и МУ «Центр подготовки разрешительной документации для строительства» разрабатывается с 2004 года.

Подсистемы МГИС г. Екатеринбурга используются для:

1. формирования земельных участков на аукцион,

2. подготовки и проведения торгов,

3. межевания земельных участков,

4. делопроизводства в системе «одного окна»,

5. сбор технических условий,

6. учета инженерных изысканий,

7. ведения градостроительного регламента правил землепользования и застройки,

8. регистрации и выдачи сведений из информационной системы обеспечения градостроительной деятельности,

9. подготовки схем расположения земельных участков на кадастровом плане территории и градостроительных планов земельных участков.

Цифровые векторные картографические материалы МГИС г. Екатеринбурга включают планы города масштабов 1:500, 1:2000, чертежи Генерального плана и Правил землепользования и застройки.

г. Нижний Тагил.

МГИС г. Нижнего Тагила для Управления инвестиций, архитектуры и градостроительства и МУ «Геоинформационная система» разрабатывается с 2008 года.

Подсистемы МГИС г. Нижнего Тагила используются для:

1. учета инженерных изысканий,

2. ведения архива землеотводных дел,

3. градостроительной подготовки земельных участков,

4. ведения адресного реестра,

5. делопроизводства,

6. регистрации и выдачи сведений из информационной системы обеспечения градостроительной деятельности,

7. подготовки схем расположения земельных участков на кадастровом плане территории и градостроительных планов земельных участков.

Цифровые векторные картографические материалы МГИС г. Нижнего Тагила включают адресный план города и земельно-кадастровую карту М 1:2000, план города М 1:10000, растровый план М 1:2000 на сельские населенные пункты, чертежи Генерального плана города.



2.3 Градостроительная ГИС

Сам процесс создания и само структурное построение градостроительной проектной документации, очевидно, свидетельствует об эффективности использования ГИС-технологий.

Во-первых, поскольку исходные данные множества организаций, в том числе графические документы, обычно представляются на разных картографических основах и часто в виде схем, то именно ГИС-технологии позволяют приводить их к “единому знаменателю”, т.е. к единой картографической основе.

Во-вторых, создаются в цифровом виде разделы и картографические материалы по отдельным направлениям, представляющим, по существу, тематические картографические и семантические базы геоинформационной системы.

В-третьих, проводится сопряженный анализ указанной выше информации и создается синтетическая схема "Комплексный градостроительный анализ территории", где весь мощный арсенал ГИС-технологий может быть успешно применен.

В-четвертых, базируясь на проведенном анализе, разрабатываются проектные предложения по градостроительному развитию территории (Проектный план) и отраслевые инженерные проектные схемы, детализирующие и подкрепляющие проектные предложения Генерального плана, где также использование ГИС-технологий представляется весьма эффективным. Результатом такой работы становится создание полноценной градостроительной геоинформационной системы, которая вполне может рассматриваться как ядро территориальной (областной, районной, муниципальной) ГИС, поскольку градостроительная документация содержит в себе именно комплексное осмысление территории .



2.4 Муниципальная ГИС для жителей города

Открытый геоинформационная система, созданная на основе актуальных данных муниципальной ГИС, может быть размещен в сети интернет для организации доступа к ней жителей города. Очевидно, что информация содержащаяся на таком ресурсе, не должна содержать никаких сведений, отнесенных текущим законодательством к информации ограниченного доступа.

Эта интерактивная ГИС может содержать любую информацию, которая может быть полезна, и востребована жителями города - такую как месторасположение объектов социально-культурной сферы, сферы услуг, избирательных участков, государственных учреждений, коммерческих организаций и т.д.

На таком ресурсе возможно размещение проекта правил землепользования и застройки и иных документов территориального планирования, содержащих схемы территориальных зон и градостроительных регламентов, что существенно увеличивает уровень подготовки граждан для участия в публичных слушаниях.

2.5 ГИС для прогнозирования чрезвычайных ситуаций

Многим экстремальным природным и техногенным явлениям присущи пространственные и временные закономерности. Землетрясения происходят, как правило, на месте стыка тектонических плит и влияют на жизнь целых регионов. Паводки возникают либо от весеннего снеготаяния, либо от проливных дождей, после чего сотни рек выходят из берегов и затапливают огромные территории. Во время засух природные пожары ежегодно уничтожают миллионы гектаров лесных массивов по всему земному шару. К самым тяжелым последствиям приводят аварии на опасных объектах, вызванные землетрясениями, пожарами и наводнениями. Техногенный терроризм направлен на нанесение максимального ущерба в густозаселенных кварталах мегаполисов… В этих условиях геоинформационные технологии являются самым эффективным инструментом для создания системы прогнозирования и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС).

ВНИИ ГОЧС в кооперации с Центром исследования экстремальных ситуаций и Военно-инженерным университетом уже более десяти лет создает специализированную геоинформационную систему (ГИС) «Экстремум» - комплексное программное средство, включающее картографические и атрибутивные базы данных, модели для прогнозирования ЧС и их последствий, сценарии реагирования при землетрясениях, природных пожарах, наводнениях, техногенных катастрофах. ГИС работает в двух режимах - исследовательском и оперативном. Первый предназначен для решения научно-практических задач по заблаговременной оценке рисков; изучения различных факторов, влияющих на уровень риска; оценки эффективности мероприятий по его снижению и управлению им. Оперативный режим служит для определения эффективных мероприятий по немедленному реагированию на ЧС.

В базах данных ГИС хранится как постоянная, так и периодически обновляемая информация, которая группируется в несколько информационных массивов:

1. Группа баз данных цифровых топографических карт масштабов 1:5 000 000, 1:1 000 000, 1:100 000, 1:10 000 и 1:2000. Мелкомасштабные карты дают общую информацию о топографии района. Крупномасштабные позволяют описывать структуру городов, населенных пунктов и отдельных объектов. Карты разломов и инженерно-геологических условий дают геологическую характеристику среды. Эта информация дополняется детальными гидрографическими данными. Структура массива соответствует российским стандартам для электронных карт.

2. Базы данных о населении и застройке по всему земному шару (около двух миллионов населенных пунктов). Города представляются в векторном виде - как с детализацией до отдельного здания с набором параметров (тип сооружения, материал и дата постройки, количество этажей и пр.), так и в описании обобщенными данными, например, распределением разных типов зданий в пределах города или микрорайонов; есть также информация о распределении людей в зданиях и городе в течение суток.

3. Данные об инфраструктуре и системах жизнеобеспечения, в том числе о железных дорогах, автомагистралях, аэродромах, о силах и средствах, которые могут быть задействованы в случае возникновения чрезвычайной ситуации, и пр. Параметры законов разрушения зданий, поражения людей, а также параметры моделей для определения перечня мероприятий по снижению рисков и оперативному реагированию. Кроме того, ГИС содержит информацию о факторах техногенного риска: о химически, пожаро и взрывоопасных объектах, АЭС и ГЭС, о плотинах, магистральных нефте и газопроводах и др. В базы данных включен каталог всех известных сильных землетрясений. И наконец, в ГИС имеются данные мониторинга: сейсмологические, геофизические, GPS-наблюдения, инженерно-сейсмометрические и гидрологические наблюдения, космические снимки и пр. Все группы информационных массивов связаны единым координатным пространством и единой системой мер.

Вся информация в системе представлена в формате MS Access (MDB) и может быть обработана при помощи любого языка программирования, поддерживающего этот формат. Предусмотрены и варианты экспорта/импорта данных в другие форматы (DBF, MIF-MID, Excel).



На основе разработанных во ВНИИ ГОЧС методик созданы математические модели прогнозирования ЧС, планирования мероприятий по смягчению их последствий и оперативному реагированию на них. Эти модели позволяют получить:

...