10.02.2014

Опыт Самарской области в создании региональной инфраструктуры пространственных данных

Автор статьи: Чернов Андрей Владимирович - директор НП "Поволжский центр космической геоинформатики", кандидат технических наук. 


1. Введение

«Советская» система обеспечения органов власти и населения знаниями о территории основывалась в первую очередь на централизованном создании и предоставлении бумажных карт и планов различного масштаба и тематической направленности. На основе этих данных решались задачи управления (создание генеральных планов, проектов планировки, отраслевых схем развития и др.), информирования (в первую очередь через печать открытых разгруженных карт), частично – задачи контроля. Знания должны были поддерживаться в актуальном состоянии за счет периодического мониторинга (обновления карт) и установленных требований к выполнению и предоставлению результатов геодезической съемки при проектировании и строительстве объектов. Несмотря на довольно жесткую и во многом избыточную систему мониторинга, ресурсов хватало далеко не на все – карты были и остаются неточными, покрытие территории – неполным, а требуемый для задач регионального и муниципального управления состав объектов не совпадает с классификатором топографических карт и планов.

С частичным переходом на рыночные отношения, развитием технологий изменились и требования к системе знаний о территории. На несколько порядков возросло количество получаемых пространственных данных (далее – ПД): GPS/ГЛОНАСС измерения, высокодетальные космические и аэрофотоснимки, цифровые тематические карты – источниками ПД может являться каждый человек, каждая организация. Карты стало бессмысленно делать только для визуализации. Эту задачу забрали глобальные геоинформационные ресурсы Google Maps, Яндекс.Карты, OpenStreetMap и др. со встроенными покрытиями космоснимков. Поэтому изменились требования к ведению ПД – юридическая значимость, открытые обменные форматы, корректность сопоставления различных тематических слоев, возможность «быстрого» создания собственных тематических ресурсов, аналитические функции. С другой стороны, значительно ослабли финансовые и нормативно-правовые возможности вести постоянный и подробный топографический мониторинг территории в региональных и особенно муниципальных органах власти.

Все эти факторы «сложились» в концепцию инфраструктуры пространственных данных (далее – ИПД). Еще моя прабабушка-дворянка говорила: «…запомни, сынок, вся гадость из Парижа…». ИПД – заимствованный термин. Например, европейская ИПД фактически выросла из общеевропейских интеграционных процессов и обслуживает их. Региональные ИПД также должны выстраиваться вокруг интеграционных процессов обмена и предоставления геоданных. Коротко «Концепция ИПД» умещается в три пункта.

1. Государство отказывается от ведения карт в полном объектовом составе и с полным масштабным рядом, минимизирует состав пространственных данных, по которым проводит дежурство, но отвечает за их актуальность и точность. Все остальные создаваемые геоданные должны опираться на эти базовые – быть совместимыми с БПД.

2. Государство обеспечивает инфраструктуру для точного координатного описания объектов на местности. В первую очередь под этой инфраструктурой понимается использование единых систем координат и сеть станций дифференциальных поправок высокоточных GPS/ГЛОНАСС измерений.

3. Государство принимает существование «частных» и «ведомственных, тематических» пространственных данных и организует сервисы для обмена метаданными о них и самими данными на взаимовыгодной основе. Устанавливается принцип дежурства за тематические данные теми ведомствами, которые отвечают за эксплуатацию или учет соответствующих объектов на местности. В идеале общая картина составляется из юридически значимых тематических слоев, поставляемыми источниками информации.

ИПД, как и любая красивая концепция, при столкновении с российскими реалиями получает вагон вопросов и рисков. Выделим некоторые из них.

1. Не обеспечивается принцип полноты описания территории для БПД. Сколько бы ни ругали классификаторы традиционных карт за избыточность и излишнюю подробность, по ним можно составить весьма полное впечатление о территории, а по БПД – только в совокупности с подложкой из ортофотопланов и тематическими слоями.

2. ИПД фактически декларирует принцип «коммунальной квартиры», управляемой оптимистами. На региональном уровне при недостаточной жесткости управления практически невозможно заставить профильные департаменты и министерства добровольно создавать, а тем более отвечать за дежурство данных.

3. Создание БПД – долгий и трудоемкий процесс, а значит, нет быстрого эффекта. Нечего предложить профильным ведомствам для разговора «вы – нам, а мы – вам, и всем будет хорошо». Да и сложно объяснить большому руководству в течение трех минут в условиях elevator pitch, почему прямо сейчас надо создавать ИПД.

О достоинствах ИПД поговорим чуть позже, после рассказа о технологиях и методах снижения рисков.


2. Принципы и направления создания элементов региональной ИПД Самарской области

2.1. Создание БПД

Мы приняли решение создать единую цифровую картографическую основу (далее – ЕЦКО) и адресный план для всей области и создали их. Для получения координатной составляющей использовали результаты инвентаризации земель, ортофотопланы, иные источники, для семантических данных – прошли ногами каждый населенный пункт, уточнили наличие строений и их адреса.

Минимальный состав слоев ЕЦКО: здания и сооружения с адресами, гидрография, растительность, улицы и дороги, административно-территориальное деление, границы населенных пунктов, границы земельных участков. Эти слои стали основой региональной геоинформационной системы Самарской области (далее – РГИС).

2.2. Создание тематических слоев

Традиционным способом является принятие «Положения о РГИС» (или «Положения о муниципальной ГИС») и рассылка писем по профильным департаментам вида «…до хх.хх.2014 г. определить перечень слоев, за которые будет отвечать Департамент, и обеспечить их наполнение». Этот способ очевиден, но он не работает. Письмо спускается до конкретного чиновника, по уши заваленного текущей работой. И что, он будет «рисовать» объекты? Это его функция как госслужащего? Отдать на аутсорс или в подведомственное учреждение тоже не получится – надо менять госзадание вместе с финансовым обеспечением. Кроме того, чиновник любого ранга не хочет брать на себя никаких дополнительных обязательств, а ему фактически предлагается отвечать отныне за предоставление данных и их корректность. В результате чиновники ожидаемо встают в оппозицию с аргументами: «для реальной работы это нам ничего не даст», «нам не надо БПД, дайте лучше обычную хорошую и точную карту», «мне проще через Google Maps» и др. В результате один-два департамента-«отличника» подцепятся, еще два-три «хорошиста» поучаствуют под нормативно-правовым нажимом, остальные – только по приговору народного суда. После этого Вы можете ехать на конференцию ГИС-Ассоциации, с энтузиазмом рассказывать про Вашу гениальную систему и плакаться в кулуарах, что департаменты не понимают выгоды и не хотят ничего делать. Найдете единомышленников.

Мы пошли по пути «мы за вас создадим тематические слои и инструментарий для их анализа, а вы потом сопровождайте в рамках существующих техпроцессов». Кроме того, вместо рассылки писем мы сходили в каждый департамент, провели миниобследование, изучили (на первом этапе – неглубоко) техпроцессы и помогли чиновникам разобраться с затратами и возможным эффектом.

Тематические слои делятся на две большие категории: имеющие собственное координатное описание (границы лесов, охотоугодий, инженерные сети и др.) и получающиеся геокодированием на основе адресной информации. Первую часть слоев приходилось создавать в рамках отдельных работ, но их не так много. Для второй части нам очень пригодился адресный план. За короткое время и относительно недорого были созданы слои медицинских учреждений, объектов социального обеспечения, школ, объектов жилого фонда с привязкой к управляющим компаниям, карта всего населения (!) региона, слои АЗС и многое другое. Повторюсь, адресный план – мощнейший интеграционный механизм. Без него теряется не менее половины эффекта от ГИС, а для задач оперативного управления и анализа (а срок всегда «вчера») – может быть и весь эффект. Любая минизадача потребует денег, усилий и прокиснет по времени.

2.3. Обеспечение дежурства БПД и тематических слоев

Для ведения базовых и тематических слоев мы создали распределенную РГИС на основе сервисной архитектуры. Существует центральный узел РГИС на базе ГИС «Ингео». В каждый муниципальный район и городской округ (муниципальные узлы в управлениях архитектуры и градостроительства) установлена с центрального узла копия с базовыми данными и тематическими слоями этого муниципального образования. База данных обновляется в муниципалитетах и помогает им в текущих техпроцессах – присвоении адресов, предоставлении земельных участков, а в скором времени – при выдаче чертежей градостроительных планов, актов выбора и других документов АИСОГД. Муниципалитеты обмениваются пакетами данных с центральным узлом. Можно было бы сделать полностью централизованную модель хранения и дежурства в центральном узле, но мешают недостаточная пропускная способность каналов связи и требования по защите конфиденциальной информации. Если говорить про муниципальные ГИС, то в городских округах мы подходим индивидуально, а в муниципальных районах Самарской области три-четыре основных «точки приложения» (с точностью до названия): комитет по управлению имуществом с задачей предоставления земельных участков и ведения муниципального реестра имущества, управление главного архитектора с задачей ведения АИСОГД, управление сельского хозяйства с ведением дежурной карты полей и отдел экологии.

Перейдем к региональным органам власти. Большинство министерств ведут свои тематические слои на платформе центрального узла, но есть относительно независимые «сильные» министерства, в которых велась собственная ГИС еще до интеграции – Минимущества, Минстрой, Минсельхоз, Минлесхоз, Минэкономики. Мы решили пока не переводить их на единую централизованную структуру хранения, тем более что в Минстрое технологическое решение, отличное от нашего, – Mapinfo и Oracle. Вместо этого были реализованы сервисы WMS и WFS, которые позволили организовать совместную работу. Подробное описание архитектуры РГИС и этих сервисов выходит за рамки данной статьи, кратко его можно охарактеризовать как «предоставление сервисов по получению данных, а не обмен данными в виде файлов». Широкое использование геоданных в органах власти для текущей деятельности обеспечивается созданием тематических ГИС – ГИС АПК, ГИС природопользования, ГИС охотпользования, ГИС лесного хозяйства и др. Они автоматизируют существующие техпроцессы, а значит, всегда будут востребованы.

С каждым министерством, муниципалитетом или департаментом заключается соглашение об информационном обмене. Мы пока не настаиваем на «юридической значимости» тематических данных. Используется принцип «сначала приучить, а потом заставить». При всей красоте идеи, например, с автоматическим согласованием предоставления земельного участка по всем ведомствам на основе юридически значимой информации, это привело бы к реорганизации всех техпроцессов и административных регламентов. Поэтому для юридически значимых процедур, для предоставления государственных услуг используется механизм «запрос-ответ» с передачей геоданных через СМЭВ и интеграцией с РГИС.

2.4. Обеспечение информирования жителей

Для обеспечения информирования жителей и включения их в создание и обновление ПД был реализован геопортал Самарской области. В нем есть возможность просмотра, редактирования ПД с разграничением прав доступа, аналитические и поисковые механизмы, инструменты геокодирования мобильных приложений и многое другое [1]. Для органов власти геопортал также предоставил возможность использования геоданных «в полях» с помощью мобильных устройств, в первую очередь для задач контроля нарушений, а также инвентаризации объектов.

На основе геопортала организованы специальные сервисы приема геопривязанных обращений граждан nash.samregion.ru, сервис прогнозирования общественного транспорта tosamara.ru [2], с помощью программного интерфейса сторонние разработчики встроили геоданные и сервисы геопортала в свои приложения по поиску оптимального пути, сайты поликлиник, портал электронного ЖКХ и др. Общее количество уникальных посещений этих сайтов составляет более 10000 в месяц, а значит, сервисы востребованы.

Создание геопортала и тематических сервисов для населения разумно реализовывать под флагом Открытых данных и Открытого правительства.

2.5. Региональный архив инженерных изысканий и единая база данных градостроительной документации

На региональном и муниципальном уровне наиболее востребованная часть базы метаданных как элемента ИПД – данные по картографической изученности и растровые архивы топопланов. Ее мы и создали, переведя в растровый вид и выполнив геопривязку более 30 тысяч топопланов масштабов 1:500 – 1:2000 и более 10 тысяч геологических отчетов за 2 года с использованием ноу-хау – технологии автоматической геометрической коррекции. Ведение этой базы метаданных и предоставление в электронном виде информации из архива позволяет снизить затраты на геосъемку при проектировании и строительстве.

В июле 2014 г. мы планируем завершить работу, выполняемую по заказу областного Минстроя, по приведению всей градостроительной документации к единому виду и созданию единой базы данных в векторном и растровом виде. Она будет включать схему территориального планирования Самарской области, 27 схем территориального планирования муниципальных районов, 10 генеральных планов и ПЗЗ городских округов, а также около 300 генеральных планов и ПЗЗ сельских поселений. Передача этой информации в муниципальные образования и организация обмена с центральным узлом позволит построить региональную и муниципальные АИСОГД.

2.6. Обеспечение единого координатного пространства

В Самарской области начинаются работы по созданию высокоточной сети станций дифференциальной коррекции измерений GPS/ГЛОНАСС. Планируемое окончание работ – конец 2014 г.

2.7. Организационная и финансовая схема создания региональной ИПД

Мы рекомендуем создавать региональную ИПД под флагом региональной ГИС. Идеальный случай – долгосрочная целевая программа, финансируемая в рамках создания электронного правительства [3]. Первый раздел этой программы должен включать инфраструктурные и базовые компоненты и финансироваться централизованно, второй раздел должен включать тематические геоинформационные системы в интересах профильных министерств и муниципалитетов.

2.8. Научные исследования и подготовка кадров

«Поволжский центр космической геоинформатики» был создан как некоммерческое партнерство, объединив усилия кафедры геоинформатики Самарского государственного аэрокосмического университета, сотрудников Института систем обработки изображений РАН, ОАО «Самара-Информспутник» при участии и поддержке Правительства Самарской области и ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

Нам удалось выстроить цепочку: подготовка студентов – научные исследования – практическое применение. Знаете, это вообще самое главное в ИПД. Как только вы займетесь созданием региональной ИПД, у вас будет множество вариантов. К вам придут федеральные компании-интеграторы с «тиражируемыми решениями», лоббируемые федеральными министерствами под различными флагами. За ваш бюджет поборются местные ИТ-конторы, научившиеся отличать растровую карту от векторной. Свои решения будут предлагать компании из других регионов, такие как мы.

Однако без создания региональной, пусть и небольшой, команды все ваши усилия будут напрасны. Самое тяжелое – заинтересовать молодых ребят из этой миникоманды, а этого не сделаешь только за счет внедрения стандартных чужих решений. Вам нужно взять лучшие практики, добавить свое и сделать еще лучше.

2.9. Эффект от создания ИПД

1. Переход от реактивной к проактивной системе управления. Скорость выполнения поручений возрастает кратно, особенно это касается муниципального уровня и задач планирования и согласования размещения объектов.

2. Существенное сокращение затрат и сроков на реализацию тематических приложений и задач за счет ведения единой картографической основы, устранение дублирования в финансировании.

3. Создание эффективной системы дистанционного контроля за территорией с помощью данных дистанционного зондирования и GPS/ГЛОНАСС, а также системы общественного контроля с помощью системы информирования населения и приема геопривязанных обращений.

4. Повышение контроля за бюджетными расходами за счет их адресной привязки, увеличение поступлений земельного налога и арендных платежей.

5. Повышение информированности населения и бизнеса, повышение инвестиционной привлекательности региона.


3. Вместо заключения

Предложу «веселый», но действенный план по созданию региональной ИПД.

Этап 1. Собрать те геоданные, какие есть, и засветиться с решением локальной, но простой задачи (геопортал и прием обращений неплохо подойдет для этой темы). Нужно, чтобы с вами начали разговаривать. Но этого недостаточно, таких задач мало – дальше пойдет тяжелее.

Этап 2. Создавать базовые реестры, базовые данные – самый сложный и ответственный этап, требующий терпения и заказчиков, и исполнителей. Параллельно выполнять обследование и проектировать систему. У вас есть год-два на это, дальше забудут ваши эффектные результаты первого этапа.

Этап 3. Встраиваться в техпроцессы органов исполнительной власти, решать их тематические задачи. Параллельно создавать простые сервисы для населения.

Этап 4. Рассказывать, какие Вы молодцы, получать профит. Параллельно решать сложные аналитические задачи «в свое удовольствие» и выходить на другие регионы.

Геопортал Самарской области

Список используемых источников

[1] Чернов А.В.: Использование геопорталов в задаче управления территорией // «Управление развитием территории», № 1/2011, стр. 34-35, 47.

[2] Чернов А.В.: Пять крутых ГИС // «Управление развитием территории», № 4/2012.

[3]Чернов А.В.: Мониторинг с помощью ДДЗ и практика регионального управления // Земля из космоса, № 7, 2010.


Архив журнала "Управление развитием территории", № 4/2013 г.