Решение транспортной задачи в ГИС.

ГИС (геоинформационная система) – это специализированная система управления базами данных электронных карт “Панорама”, которая позволяет создавать на основе практически любых исходных материалов векторные электронные карты.

Визуализация содержимого базы данных электронных карт производится в условных знаках, принятых для топографических, обзорно-географических, кадастровых и других видов карт. Широкие полномочия предоставляются для создания (добавления) пользовательских условных знаков с учетом специфики владельца информации или факторов внешнего воздействия. Кроме того, ГИС дает наглядное представление о взаиморасположении объектов, что позволяет даже визуально выбрать неплохой вариант решения поставленной (транспортной) задачи.

Строительство и ремонт

Процессы строительства и ремонта подразделяются на две достаточно независимые стадии – проектирование и реализацию. Орган управления дорожным хозяйством (ОУДХ) на обеих стадиях выполняет процессы планирования работ, заключения контрактов с исполнителями и контроля выполнения. Большинство исходных, рабочих и результирующих документов связано с геометрией дорожных объектов, их формой, площадью, объемом и окружением. Долгосрочный и среднесрочный планы работ представлены в виде перечня объектов и очередей их реализации. Обязательным является представление этих объектов на карте, так как при формировании детальных планов работ важным фактором является их территориальное расположение и роль в транспортной сети.

Техническое задание на проектирование объекта строительства, реконструкции и капитального ремонта также должно включать приблизительное расположение объекта на местности. Кроме того, включение в ТЗ на проектирование в качестве исходных данных пространственной моде- ли существующей инфраструктуры может снизить стоимость изыскательских работ и повысить качество проектного решения в части связи нового проектируемого объекта с имеющейся сетью дорог. В результате проектных работ получается проектная документация. На текущий момент она представляется в бумажном виде (ряд «плоских» чертежей и смет). Представление запроектированного объекта в виде САПР-модели, которую можно внедрить в геоинформационное представление сети автомобильных дорог, существенно повысит полезность проекта. Это связано с тем, что на этапе реализации автоматизируется анализ объемов выполненных работ и контроль соответствия геометрии нового объекта предложенному проектному решению. Также совмещение САПР-моделей не- скольких смежных проектов в геоинформационной системе с существующей обстановкой позволит на качественно новом уровне проанализировать проектную деятельность. По результатам строительства выполняется исполнительная документация. Именно в этот момент должна появляться точная геопространственная модель дороги, дополняющая модель существующей дорожной сети. Если в рамках исполнительной документации будет появляться эта модель, полностью отпадет необходимость в последующих работах по паспортизации. Введение подобной практики получения ГИС-модели автомобильных дорог, во-первых, существенно уточнит знания ОУДХ об объекте управления, а во-вторых, исключит работы по получению низкокачественных паспортов и ведомостей, создаваемых по устаревшим нормативам. На основании единой геоинформационной модели, в которую интегрируются как проектные материалы, так и исполнительные данные, легко автоматически получать сводные карты выполненных работ, фактически отражающие то, что и как сделано.

Содержание дорог

Содержание автомобильных дорог – непрерывный процесс обслуживания дорог для поддержания их транспортно-эксплуатационных характеристик и безопасности дорожного движения. Состав работ по содержанию является сезонным (например, уборка снега, восстановление дорожной разметки). Дорогам (или их отдельным участкам, а также искусственным сооружениям) назначается категория (уровень) содержания, исходя из их значимости, транспортной работы и климатических особенностей. Таким образом, для адекватного планирования и исполнения содержания необходима информация о действительном расположении дорог и объектов, их точной геометрии и связи с окружающей обстановкой. Планирование работ по содержанию существенным образом опирается на актуальные транспортно-эксплуатационные показатели (данные диагностики), точно привязанные к расположению на местности. При планировании также важными являются данные о транспортной работе участков дорожной сети. Все эти данные естественным образом вписываются в геоинформационную модель дороги; более того, без геоинформационной модели невозможно адекватно рассчитать транспортную работу и стратегическую важность участков дорог, обеспечивающих транспортную доступность населения, промышленности и военных объектов. Технические задания на содержание дорожной сети также полезно формировать на основе точной геометрии автомобильных дорог. Это позволит очень точно (в пределах 1%) учесть площадные показатели и протяженность. Кроме того, для ряда работ (например, для ямочного ремонта, нанесения разметки) наличие точной геометрической привязки выполняемых работ существенно повысит их качество и эффективность расходования средств. Что касается организации дорожного движения, применение ГИС эффективно в следующем случае. Актуальная геоинформационная модель сети автомобильных дорог становится исходным базисом для выполнения проектов организации дорожного движения, исключая повторение работ по съемке обстановки. Кроме того, единая метрика, заложенная в модели, обеспечит предельную точность позиционирования средств организации движения, как на этапе их проектирования, так и на этапе реализации. Все это повышает безопасность движения, исключая абсурдные ситуации, когда горизонтальная разметка не соответствует дорожным знакам.

Подсистемы ГИС.

В соответствии с данным выше определением, ГИС имеют следующие

подсистемы:

1. Подсистема сбора данных, которая собирает и проводит предварительнуюобработку данных из различных источников. Эта подсистема также в основном отвечаетза преобразования различных типов пространственных данных (например, от изолинийтопографической карты к модели рельефа ГИС).

2. Подсистема хранения и выборки данных, организующая пространственныеданные с целью их выборки, обновления редактирования.

3. Подсистема манипуляции данными и анализа, которая, выполнив различныезадачи на основе этих данных, группирует и разделяет их;

устанавливает параметры и ограничения и выполняет моделирующие функции.

4. Подсистема вывода, которая отображает всю базу данных или часть ее в

табличной, диаграммной или картографической форме.

Первая подсистема ГИС может быть соотнесена с первым и вторым шагом

процесс картографирования - сбором данных и компиляцией (составлением) карт.

Исходная информация берется из таких источников, как аэрофотосъемка, цифровоедистанционное зондирование, геодезические работы, словесные описания и зарисовки,данные статистики и т. д. Использование компьютера и других электронных устройств,например дигитайзера или сканера, позволяет проводить подготовку исходных данныхдля записи, или кодирования точек, линий и областей к их дальнейшемуиспользованию. Кроме того, источниками могут быть готовые цифровые карты,цифровые модели рельефа, цифровые ортофотоснимки и многие другие.Вторая подсистема - подсистема хранения и выборки полностью соответствует

нашим представлениям о функциях компьютера, как хранителя информации. В ГИСподсистема хранения и выборки позволяет делать запросы, возвращающие тольконужную, контекстно-связанную информацию, она переносит акцент с общейинтерпретации информации на формулирование адекватных запросов. В общих словах,эта подсистема хранит либо явно, либо неявно, геометрические координаты точечных,линейных и площадных геометрических объектов и связанные с ними характеристики(атрибуты). Компьютерные методы поиска естественным образом присущи самомупрограммному обеспечению ГИС.

Анализ данных чаще всего является преимуществом человека – пользователя.Подсистема анализа позволяет значительно упростить и облегчить анализпространственно-связанных данных, практически исключить ручной труд и взначительной мере упростить расчеты, выполняемые пользователем. Подсистемаанализа является "сердцем" ГИС. Необходимость анализа карт для выделения исравнения картин распределения земных феноменов дал импульс для поиска новых,более удобных, быстрых и мощных методов. ГИС-анализ использует потенциалсовременных компьютеров, сравнения и описания информации, хранящейся в базахданных которые дают быстрый доступ к исходным данным и позволяют агрегировать иклассифицировать данные для дальнейшего анализа. Они способны комбинироватьвыбранные наборы данных уникальными и ценными способами.После выполнения анализа, нужно представить как-то его результаты. Вкартографии, будь то традиционная бумажная картография или ее цифровой

эквивалент, компьютерная картография, выходной продукт в целом тот же - карта.

Подсистема вывода позволяет компоновать результирующие данные в любой удобнойдля пользователя форме. Среди примеров выходных данных - печать адресов наконвертах по результатам поиска в базе данных потенциальных клиентов с цельюраспространения рекламы; базы данных некоторых служб могут быть подключены вединую систему, результатом чего будет максимальная информационная насыщенностьданных на выдаче. В действительности типы выдачи часто продиктованы большеобластью применения ГИС, нежели используемым программным обеспечением. И, каки пользователи карт, выдачи бывают самые разные.

 

Составные части ГИС.

Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих:

аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.
Аппаратные средства - Это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.

Программное обеспечение- ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения); графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам.

Данные - Это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.

Исполнители - Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.

Методы - Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.