2. Вітчизняний та зарубіжний досвід розробки геоінформаційних систем для задач містобудування.

Ефективне управління територіями належить до пріоритетів регіональної політики держави. Оскільки управління територіями вимагає накопичувати значні об’єми інформації, проаналізувати її без використання спеціального інформаційного та технічного інструментарію неможливо. Світова практика у сфері управління територіями показує ефективність застосування для менеджменту географічних інформаційних систем (ГІС). ГІС– це програмно-технічний комплекс, що забезпечує автоматизований збір, обробку та аналіз 8В8ественное8ної8нованої інформатизації. У найбільш узагальненому вигляді ГІС складається з двох баз даних: картографічної (графічної) та семантичної (аналітичної, атрибутивної), а також підсистем маніпулювання цими даними. ГІС як образно-знакові моделі дійсності базуються на автоматизації інформаційних процесів, баз картографічних і аерокосмічних даних, їх аналіз пов’язаний з конкретними об’єктами і територіями. Основною цінністю ГІС щодо управління є можливість прив’язки всіх даних до об’єкта з координатами X,Y, (Z). Важливою є також можливість автоматичної генералізації при збільшенні або зменшенні масштабів карт. У цілому можливість використання ГІС дозволяє значно полегшити процес прийняття рішень.

У 1991 році в Україні виникла ідея створення Національної ГІС – НГІС, концепція якої у наступному році 8В8ес представлена на конкурсі фундаментальних досліджень Державного комітету України з науки і техніки як проект. Цей проект повільно розвивається, але не так, як це було передбачено на стадії його розробки. Появились у 1993 році перший електронний атлас України, в 2000 році ГІС- атлас України українською та англійською мовами, завершуються роботи по створенню Національного атласу України. В рамках концепції Національної ГІС України з використанням досвіду створення електронної версії Національного атласу України автором розроблений апробаційний проект “Геоінформаційна система регіону України” (На прикладі Київської області). Запропонований проект знаходиться в числі найперших, в яких формування бази даних і геоінформаційного пакету здійснено за допомогою 8В8ественное продукта ArcGis9, 8В8ественное8но фірмою ESRI (офіційний дистриб’ютер в Україні – фірма ECOMM Co). Це нова технологія від компанії ESRІ, яка об’єднує в собі більшість програмних продуктів ESRI (в їх число входять ArcView Gis, ArcEditor, Arc/Info – всі ці програмні засоби мають однаковий уніфікований інтерфейс та загальну архітектуру, а також ArcSDE та ArcIMS), одночасно це найбільш потужний представник 8В8ест повнофункціональних ГІС, який має ряд практичних переваг над іншими ГІС подібного 8В8ест. Це, в першу чергу, можливість працювати з потужними інформаційними базами даних, використовувати мережові технології, web-картографування і ГІС-через-INTERNET. Створенню карт у програмних продуктах ESRI відведене особливе місце. Цей 9В9еств більш простий і гнучкий, ніж у традиційних методах картографування в інших програмних продуктах, тому що має широкі можливості в розробці карт, в т.ч. тематичних, редагуванні, створенні запитів та управлінні просторовими моделями. В основі розробки ГІС Київської області знаходиться інформаційна база, яка по суті є комплексним територіальним кадастром природних та соціально – економічних ресурсів. Запропонована нами методика створення та функціонування ГІС регіону України на прикладі Київської області складається з двох частин: розробки структури бази даних та формування геоінформаційного пакету.

Ядром ГІС регіону України є автоматизована картографічна система – комплекс програмних засобів, що забезпечують створення та безпосереднє використання карт – яка, в свою чергу, складається з наступних підсистем:  Підсистема введення інформації – це пристрій для перетворення просторової інформації в цифровий вигляд і введення її до бази даних в якості даних. Для цього застосовується сканер, за допомогою якого здійснюють 9В9ественное зчитування інформації. Для введення статистичної інформації пропонується використовувати вже існуючі електронні табличні дані. Конвертування їх до потрібного формату відбувається засобами 9В9ественное продукту ArcGis9.  Підсистема зберігання інформації представлена базами даних. Це впорядкований 9В9ест даних, структурований у вищенаведені тематичні блоки. Формування баз даних, доступ і роботу з ними забезпечує система управління базою даних (СУБД), що дозволяє швидко знаходити необхідні дані та проводити їх подальшу обробку. Бази даних зберігаються на жорсткому диску комп’ютеру, де встановлене програмне забезпечення для 9В9естве ГІС регіону України та на компакт–дисках постійної пам’яті (CD – ROM) та перезаписуваних (CD-RW). ГІС регіону сформована і наповнена певною інформацією, що дозволяє її інтерпретувати і поновлювати. Геоінформаційний пакет є основою для наступного його наповнення додатковою картографічною інформацією й розвитку в змістовному плані. Одна з головних відмінностей розробленої ГІС Київської області від існуючих подібних систем – динамічна база даних і її постійне оновлення – відслідковування поточних змін ситуації та відображення їх в базі даних. Це дозволяє користувачам наповнювати її новою інформацією, фактично не змінюючи її структуру, отже, не виходячи за межі розроблених вже стратегій регіонального розвитку. Динаміка бази даних відкриває величезні можливості для вчасного поповнення новими даними та аналізу в межах певних алгоритмів. Результати аналізу використовуються для побудови моделей варіантів регіонального розвитку.

Планувалосязвести інформацію про природні умови системи 9В9ественное9ної, в узагальненій формі представити каталоги даних про об’єкт, створити мікрокліматичну карту, провести розрахунки на певні площі температур, швидкостей вітру, поширення зон викидів промисловості в атмосферу при різних погодних умовах. Система мала базуватися на ЕОМ, дані та програма – зберігатися на перфокартах.

Останнім часом Україна переживає стрибок у розвитку ГІС-технологій. Завдання 10В10ественное10ної геоінформаційної системи на рівні держави та регіонів було визначено в Законі Україні «Про захист інформації в автоматизованих системах» та Розпорядженні КМУ «Про затвердження переліку завдань (проектів) Національної програми інформатизації на 2002 р., їх державних замовників та обсягів фінансування» від 13.06.02. № 323-р. Формування загальнодержавної геоінформаційної системи можливо реалізувати на основі ГІС для схеми планування територій областей. Впровадження такої системи стане інформаційною підтримкою прийняття управлінських рішень для забезпечення оптимального розвитку області, а також і держави в цілому. Адже стрімкий розвиток комп’ютерних технологій дозволяє збирати та обробляти великі обсяги даних, але неузгодженість цієї інформації в різних відомствах не дає можливості дати комплексну оцінку цих даних і використати їх при прийнятті рішень. Ці проблеми, як свідчить міжнародний досвід, з успіхом вирішує застосування ГІС з розробленим відповідним програмним забезпеченням, що крім накопичення та відображення просторово поширених даних дозволить здійснити інтегрування даних по території області з метою ефективного використання їх для розв’язання наукових і прикладних задач, пов’язаних з аналізом, інвентаризацією, прогнозуванням, експертизою, управлінням навколишнім середовищем.

Оскільки основна роль у ГІС відводиться картографічному матеріалу, якість цього матеріалу відіграє важливу роль, тому електронні карти повинні стати основою для застосування геоінформаційних систем. При створенні ГІС області необхідно використовувати єдину топографічну основу, інтегровану в топографічну основу України, що зніме технічні і організаційні проблеми сумісності і інтеграції даних на рівні держави та стане поворотним механізмом у розв’язанні спільних для різних областей задач. Муніципальні ГІС та ГІС окремих районів, у свою чергу, повинні бути інтегровані в ГІС області. Однією з основних проблем створення ГІС є розрізненість і різнорідність рішень, що приймаються на державному рівні з питань цифрового картографування. Потребують вирішення питання узгодження класифікаторів і форматів цифрових карт, забезпечення якісного конвертування даних, створення загальної топографо-геодезичної основи, створення центрів моніторингу топооснови. Для успішного впровадження та функціонування ГІС на рівні області має бути створена чітка схема міжвідомчої взаємодії між різними службами та відомствами області, яка враховувала б взаємні інтереси сторін. Крім того, необхідне розуміння, що лише спільна робота та зацікавленість може бути основою для впровадження ГІС та прийняття ефективних рішень на базі використання комплексної інформації системи ГІС.

У 2002 р. інститутом «Діпромісто» був створений «Проект схеми територіального планування Волинськоїобласті та відповідних розділів Генеральної схеми планування території України» 1 етап. Це розширена програма-завдання до проекту Схеми планування території Волинської області, у складі якої були створені програми окремих розділів, у тому числі розділ «Застосування геоінформаційних систем в єдиній територіальній системі Волинської області». Згідно з цією програмою створення ГІС для Схеми планування території Волинської області (далі ГІС-ПТР) може стати складовою загальнодержавної геоінформаційної системи. У програмі проекту передбачається застосування геоінформаційних технологій управління в усіх структурних підрозділах адміністрації області і в структурних підрозділах самоврядування. Підготовлені структурними підрозділами рішення по управлінню областю повинні передаватись в органи влади області – голові обласної державної адміністрації та голові Волинської обласної ради, а такожу Верховну Раду України – в електронному вигляді.

За допомогою знімків із супутника Envisat складена детальна карта Європи

Серія з 160 зображень, отриманих із супутника Envisat зі спектрометром високого дозволу MERIS на борту, лягла в основу детальної карти Європи, що покриває 1,6 млн 13В. км. Мінімальний розмір представлених об’єктів 300 метрів.

Карта включає території 27 країн, серед яких 15 постійних учасників Європейського космічного агентства (ESA), ініціатора проекту, Австрія, Бельгія, Великобританія, Німеччина, Голландія, Данія, Ірландія, Іспанія, Італія, Норвегія, Португалія, Фінляндія, Франція, Швеція, Швейцарія , дві країни-кандидата Греція і Люксембург, і десять нових членів Євросоюзу Литва, Словенія, Естонія, Кіпр, Мальта, Польща, Словаччина, Угорщина, Чехія, Латвія.

Зйомки почалися в травні 2003 р., а по їх завершенні зображення з супутника були передані для обробки австрійської компанії GeoVille (Інсбрук). Представники ESA не вважають проект завершеним, регулярна зйомка з космосу допоможе відслідковувати зміни, що відбуваються в географії планети.

Методи просторової оцінки наслідків екстремальних паводків засобами ГІС. Просторове моделювання гідрологічних ситуацій – одна з найбільш складних задач, що вирішуються за допомогою ГІС. У процесі її розв’язання доводиться повною мірою використовувати як власні інструменти професійних геоінформаційних систем (створення моделі рельєфу, аналіз похилів, оцінка площ водозбору тощо), так і спеціальні проблемно-орієнтовані алгоритми гідрологічного моделювання, за якими розраховують масштаби і швидкість просування повеневої хвилі, ефективність водозахисних споруд, прогноз гідрохімічного режиму водойм та водотоків і т.д.  Враховуючи світовий досвід застосування ГІС в галузі прогнозування та оцінки наслідків надзвичайних ситуацій, що пов’язані з розвитком паводків, можна виділити три головні шляхи просторових оцінок, що визначаються рівнем наявної вихідної інформації:

1. Наявність інформації тільки про окремі затоплені населені пункти У цьому випадку єдиним можливим рішенням є побудова буферної зони (полігону, межі якого рівновіддалені на визначену відстань від об’єкту) навколо ріки. Розмір зони у кожній конкретній ситуації визначається аналітиком.  2. Наявність історичних даних про контури затоплених ділянок під час відомих паводків різної ступені забезпеченості. Введення таких даних в ГІС дає можливість вибрати найближчий до очікуваного відомий сценарій розвитку паводкової ситуації та провести просторовий аналіз на більш детальному рівні. Як різновид такої оцінки застосовується інтерполяція контурів затоплення з метою максимального наближення до поточної ситуації. 3. Наявність детальних вихідних гідрометеорологічних та гідрографічних даних та моделі рельєфу відповідної якості для детального моделювання сценарію розвитку паводкової ситуації . В цьому випадку проводиться 14В14ествен моделювання 14В14естве формування та руху паводкової хвилі з подальшим розрахунком засобами ГІС водної поверхні річки та площі затоплення на будь-який момент часу. Цей тип просторової оцінки найточніший, але в повній мірі реалізувати його можуть сьогодні тільки країни, що мають достатньо розвинуту сучасну мережу гідрометеорологічного моніторингу та відповідний технологічний рівень прогнозуючих систем. У такий спосіб, наприклад, проводять прогнозування надзвичайних ситуацій на території США спеціалісти United States Geological Survey (USGS), що мають, наприклад, тільки у штаті Північна Даккота, який постійно страждає від екстремальних паводків, 6000 автоматизованих пунктів спостережень за гідрологічними та метеорологічними параметрами.

ГІС – спільне і широке використання даних високоточного глобального розташування того чи іншого об'єкта отриманих за допомогою систем GPS (США) чи ГЛОССНАС (Росія). Ці системи, особливо GPS, уже зараз широко використовуються в морській навігації, повітроплаванні, геодезії, військовій справі й інших галузях людської діяльності.