CC BY
72
РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ РЕГИОНАЛЬНОЙ ИПД НА ПРИМЕРЕ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ирина Николаевна Ротанова
кандидат географических наук, доцент, доцент кафедры физической географии и геоинфор-мационных систем, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет», ведущий научный сотрудник Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, 656049, Россия, г. Барнаул, пр. Ленина, 61, тел.: +7 3852 291277, факс: +7 3852 240396, e-mail: rotanova07@inbox.ru
Алтайский край вошел в 9 регионов России, где, согласно распоряжению Правительства РФ, запланировано создание пилотных проектов региональной инфраструктуры пространственных данных (ИПД). Рассмотрены вопросы востребованности пространственных данных и возможности их использования в Алтайском крае. Предложено в составе ИПД создание системы ГИС-полигонов по 7 категориям земельных ресурсов. Предложена методика оценивания точности картографических данных и геодезических измерений с использованием математических моделей пространственного положения географических объектов и методов интервального анализа.
Ключевые слова: региональная инфраструктура пространственных данных (ИПД), Алтайский край.
DEVELOPMENT OF REGIONAL SDI ELEMENTS BY THE EXAMPLE OF ALTAI KRAI
Irina N. Rotanova
Ph.D., associate professor, associate professor of Department of physical Geography and GIS of Altai State University, Leading Researcher of Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, 656049, Russia, Barnaul, 61, Lenina St., tel. +7 3852 291277, fax: +7 3852 240396, e-mail: rotanova07@inbox.ru
In line with the order of the Russian government, it is planned to set up the pilot projects of the regional spatial data infrastructure (SDI) in nine regions of Russia including Altai Krai. The issues of demand for spatial data and their possible use of Altai Krai are discussed. In Altai Krai the creation of the system of GIS polygons by seven land categories was proposed. The technique for estimating the accuracy of cartographic data and geodetic measurements using mathematical models of the spatial position of geographical objects and methods of interval analysis was proposed.
Key words: regional spatial data infrastructure (SDI), Altai Krai.
Эффективность владения большими объемами информации заключается в умении преобразования проблемы управления ими в задачу или ряд задач с конкретными решениями. Данная фраза вполне может быть отнесена к проблеме создания инфраструктуры пространственных данных (ИПД) в субъектах Российской Федерации, решение которой, несмотря на активные усилия заинтересованного профессионального сообщества, пока не может считаться успешным и окончательным. Так, каждый субъект Российской Федерации, выбирает свой путь построения региональной ИПД, разрабатывает ее концепцию, информационно-функциональную структуру, организацию элементов и пр.
Общими при этом являются проблемы, решение которых зависит как от самого региона, так и действий, принятия мер и законодательных актов на федеральном уровне. Развитие методологии создания региональных ИПД, их отдельных видов, базируется на накопленном к настоящему времени объеме информации, соответствует уровню современных технологий в области сбора, обработки, моделирования и представления пространственно-временных данных.
Под устоявшимся словосочетанием «инфраструктура пространственных данных» (ИПД) в общем случае понимается система цифровых базовых пространственных данных, метаданных, стандартов и регламентов, информационных узлов (клиринговых центров) обмена, сервисов для поиска, доступа и обмена географическими информационными ресурсами. Сформулированные определения термина ИПД приводятся в регламентирующих, научных, ведомственных и прочих работах [1, 3 - 5]. В основном ИПД решают три задачи:
- объединение информационных ресурсов производителей пространственных данных и пользователей ими на всех уровнях интеграции: национального, территориального (регионального, муниципального), локального и специального;
- обеспечение поиска/доступа к необходимой информации простыми средствами, не требующими специализированного программного обеспечения и подготовки;
- упорядочение пространственной информации в общедоступные каталоги, пригодные для автоматизированного формирования, анализа и обмена ресурсов.
Создание ИПД непосредственно связано с внедрением стандартов обмена геоданными. Проблема заключается в преодолении ведомственных запретов и ограничений, создании нормативной правовой базы информационного взаимодействия и предоставления информационных ресурсов - пространственных данных. Практически во всех регионах РФ при наличии значительного объема пространственных данных и проявлении в той или иной степени заинтересованности в их интеграции организационная структура ИПД еще не сформирована полностью, отсутствует необходимое для ИПД нормативно-правовое обеспечение, не проработаны в полной мере вопросы создания метаданных, структуры технических средств и технологии организации работ.
Алтайский край вошел в 9 регионов России, в которых, согласно распоряжению Правительства РФ, запланировано создание пилотных проектов региональной инфраструктуры пространственных данных [9, 10]. История информатизации управленческих структур в Алтайском крае насчитывает более 15 лет. Еще в 1998 г. была разработана и утверждена постановлением Администрации края Концепция информатизации органов государственной власти и органов местного самоуправления Алтайского края, которая была направлена на создание единого краевого информационного пространства, как составной части общего информационного пространства России, и решение задач эффективного использования информационных ресурсов для экономического и социального развития края [2]. Развитие научных основ геоинформатики, компьютерной техники и технологий, создание и использование коммерческих и свободно
распространяемых программных средств, глобальное расширение телекоммуникационных систем (сети Интернет) привело к переходу картографии на цифровые технологии, накоплению большого объема цифровых пространственных данных, созданию многочисленных ГИС различного назначения. В свою очередь, это дало стимул к постановке и поиску путей решения новых задач, связанных с интеграцией, систематизацией и интероперабельностью информационных ресурсов, повышению эффективности их использования в практической деятельности, другими словами, к разработке и внедрению инфраструктур пространственных данных, в том числе на примере решения конкретной задачи создания региональной ИПД Алтайского края.
В целях формирования региональной ИПД Алтайского края, отвечающей созданию условий повышения качества информационного обеспечения задач управления развитием территорией, снижения бюджетных расходов на создание пространственных данных и их использование, исключения дублирования работ и обеспечения межведомственного информационного взаимодействия и обмена пространственными данными, разрабатываются ее научное обоснование и концепция. В рамках грантовой поддержки с участием Алтайского научно -образовательного комплекса (АНОК) выполнен этап разработки элементов региональной ИПД Алтайского края, включающий:
- анализ применяемых методов создания ИПД, информационных технологий по проектированию ИПД, компонентов ИПД различных типов, видов и уровней;
- определение специфики и формулирование требований к региональной ИПД, ориентированной на систематизацию и интеграцию тематической гео-пространственной информации для доступа к информационным ресурсам распределенного характера и обмена географической информацией;
- определение методов формирования основных компонентов ИПД, наборов базовых пространственных данных, профиля и состава объектных метаданных.
Основные результаты выполненного этапа состоят в следующем.
Пройденные другими странами пути создания зарубежных национальных и региональных ИПД (Испания, Германия, Финляндия, Франция, INSPIRE) позволяют использовать уже проверенные на практике правила, процедуры и механизмы. Это касается практически всех элементов и компонентов ИПД: организационного и нормативно-правовой основы, базовых пространственных данных, метаданных и их каталогов, стандартов на модели пространственных данных и геопортала для обеспечения доступа к распределенным ресурсам пространственных данных. Международный опыт значительно упрощает решение задач построения ИПД в российских регионах.
Анализ состояния и принятых проектных решений по созданию ИПД в регионах России включал изучение планов проектирования и реализации на примере геоинформационно-телекоммуникационных систем в целом, отдельных подсистем, а также их компонентов на примере Волгоградской, Калужской, Кировской, Нижегородской, Самарской, Тверской, Ульяновской, Ярославской областей; республик Башкортостан, Коми, Чувашия; Уральского Федерального
округа на базе ФГУП Уралгеоинформ и некоторых других регионов России. Знакомство с документами по созданию региональных позволило систематизировать структуры, принципы формирования пространственных данных, геин-формационные и телекоммуникационные технологии сбора систематизации, хранения, визуализации и представления геоинформации. Можно отметить незавершенность нормативно-правовой базы и отсутствие согласованных решений по составу, функциям и системообразующим технологическим компонентам. Проблема заключается в преодолении ведомственных запретов и ограничений, создании нормативной правовой базы информационного взаимодействия и предоставления информационных ресурсов - пространственных данных
[7].
Указанное выше позволяет резюмировать, что формирование концепции региональной ИПД для решения государственных и научно-практических задач в условиях Алтайского края должно отвечать идеологии национальной политики в сфере информатизации общества, вертикальной иерархической организации Российской ИПД; логично встраиваться в сеть региональных ИПД (горизонтальная организация), давая возможность объединения информационных ресурсов ведомственного, отраслевого и корпоративного уровня на основе принципа системности.
Определена специфика и формулированы требования к региональной ИПД Алтайского края, ориентированной на систематизацию и интеграцию тематической геопространственной информации для доступа к информационным ресурсам распределенного характера и обмена географической информацией.
Разработаны приложения в среде ArcGIS для автоматического поиска явных и возможных внутренних топологических ошибок векторных цифровых карт. Технология апробирована при выявлении ошибок построения планов земельных участков и их согласование с границами кварталов и муниципальных образований. Предложена методика оценивания точности двумерных и трехмерных картографических данных и геодезических измерений с использованием математических моделей пространственного положения географических объектов и методов интервального анализа. Определен состав необходимой исходной информации. Для ее обработки предложено использовать методы прикладного интервального анализа, которые позволяют получать точечные и интервальные оценки пространственного положения каждого геообъекта [6]. Применение информационной технологии в автоматизированной информационной системе государственного кадастра объектов недвижимости (АИС ГКН) позволяет решать проблему верификации и нормализации графической кадастровой информации и проводить необходимые мероприятия по поиску и исправлению ошибок в сведениях о кадастровом делении территории кадастровых районов и др. [8].
Проведен теоретический анализ необходимости сбора дополнительной геоинформации для оценки точности и корректирования существующих пространственных данных. Для решения этой задачи впервые предложено в составе ИПД создание системы ГИС-полигонов. В условиях Алтайского края предложено создавать такую систему по всем 7 категориям земельных ресурсов, в
том числе по землям населенных пунктов, сельскохозяйственного назначения, водного, лесного фондов, по землям особо охраняемых территорий.
Обоснована классификация пространственных данных в составе ИПД и рассмотрены вопросы их востребованности и возможности использования в органах государственной, муниципальной власти, бизнес-структурами и населением в условиях Алтайского края.
Основой формирования базовых пространственных данных (БПД) Алтайского края сохраняются продукты Роскартографии (Росреестра), которые в настоящее время систематизированы в созданной и функционирующей автоматизированной информационной системе государственного кадастра недвижимости (АИС ГКН). Картографические основы АИС ГКН включают растровые карты в масштабах 1:25 000, 1:100 000 и 1:200 000 для всей территории Алтайского края, крупномасштабные карты М 1:500, 1:2 000, 1:5 000, 1:10 000 для городов края, ортофотопланы поселений, созданные по материалам аэросъемки (М 1:2 000) или космической съемки высокого разрешения. Для всех пространственных объектов и цифровых картооснов Алтайского края необходимо их координатное преобразование.
Целесообразно в состав ИПД ввести данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) - космические снимки среднего и высокого разрешения. Космические снимки позволят не только уточнить используемые карты, но и могут быть использованы для современного тематического картографирования, для оценки и прогнозирования динамики негативных процессов.
При разработке и реализации проекта ИПД в условиях Алтайского края необходимо:
- уточнить состав и объемы базовых пространственных данных (БПД), оценить их состояние и ведомственную подчиненность (собственность);
- обосновать структуру информационного узла (клирингового центра) региональной ИПД Алтайского края в целом, а также ее территориальную организацию с учетом административной структуры региона, существующего муниципального деления;
- разработать и согласовать регламенты взаимодействия Алтайского регионального информационного узла ИПД с федеральным центром, с его структурами на территории края и с администрациями субъектов РФ на сопредельных территориях;
- сформировать краевую структуру слоев, состава базовых пространственных картографических данных с учетом территориальной организации ИПД Алтайского края, а также соответствующую структуру и форматы метаданных;
- разработать, согласовать и законодательно утвердить пакет нормативно -правового обеспечения деятельности Алтайского регионального узла ИПД;
- реализовать необходимые организационно-экономические мероприятия по созданию и эффективному функционированию Алтайского регионального узла ИПД.
При решении названных выше задач необходимо широко использовать опыт лидеров по созданию региональных ИПД субъектов Российской Федерации.
Важнейшей задачей является разработка концепции региональной ИПД Алтайского края, имеющей законодательный характер включающей определение информационно-функциональной структуры, организацию геопространст-венных данных, методы интеграции пространственных данных, технологию доступа, обмена и обработки информационных ресурсов для решения практических задач.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Концепция создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации - одобрена распоряжением Правительства РФ от 21.08.2006 г. № 1157-р. http://roskart.gov.ru/Texts/ripd.pdf
2. Концепция информатизации органов государственной власти и органов местного самоуправления Алтайского края. Утверждена Постановлением Администрации Алтайского края от 12 мая 1998 г. № 299.
3. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Под ред. В.С. Тикунова. Геоинформатика. М.: Издательский центр "Академия", 2005.
4. Кошкарев А.В. Инфраструктуры пространственных данных. - ГИС-Обозрение, 2000, № 3-4 (начало). - С. 5-10. - 2001, № 1. - С. 28-32 (продолжение).
5. Кошкарев А.В. Эффективное управление пространственными метаданными и геосервисами в инфраструктурах пространственных данных.// Пространственные данные. -2008. - № 1. - С. 28-35.
6. Оскорбин Н.М., Жилин С.И., Суханов С.И. Интервальный подход к оценке согласованности и точности геоданных // Геодезия и картография. - М., 2011. - № 11. - С. 12-16.
7. Рыгалов Е.В., Ротанова И.Н. Проблемы организации инфраструктуры пространственных данных административного региона // Географические исследования молодых ученых в регионах Азии: сборник статей по итогам конкурса научных работ молодых ученых, проведенного в рамках молодежной конференции с международным участием (Барнаул -Белокуриха, 20-24 ноября 2012 г.) / Ред. И.Н. Ротанова, Ю.В. Козырева, О.В. Останин - Барнаул: АЗБУКА, 2012. - С. 123 - 129.
8. Суханов С.И. Технология исправления векторных кадастровых данных // Материалы 15-ой конференции по математике «МАК-2012». - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2012. - С. 143-144.
9. http://www.info-altai.ru/novosti/altavskiv-krav/prostranstvennvih-dannvih.html
10. В Алтайском крае приступили к формированию региональной модели ИПД http://www.gisa.ru/69544.html
Работы поддержаны грантом РФФИ № 12-07-98012-р_сибирь_а.
© И.Н. Ротанова, 2013
