3 Гит в развитии интеграционных связей предприятий

3.1 Примеры применения

Возможности ГИС-технологий могут быть задействованы в самых различных областях деятельности. Вот лишь некоторые примеры использования ГИС-технологий:

1. административно-территориальное управление:

• городское планирование и проектирование объектов;

• ведение кадастров инженерных коммуникаций, земельного, градостроительного, зеленых насаждений;

• прогноз чрезвычайных ситуаций техногенно-экологического характера;

• управление транспортными потоками и маршрутами городского транспорта;

• построение сетей экологического мониторинга;

• инженерно-геологическое районирование города.

2. телекоммуникации:

• транковая и сотовая связь, традиционные сети;

• стратегическое планирование телекоммуникационных сетей;

• выбор оптимального расположения антенн, ретрансляторов и др.;

• определение маршрутов прокладки кабеля;

• мониторинг состояния сетей;

• оперативное диспетчерское управление.

3. инженерные коммуникации:

• оценка потребностей в сетях водоснабжения и канализации;

• моделирование последствий стихийных бедствий для систем инженерных коммуникаций;

• проектирование инженерных сетей;

• мониторинг состояния инженерных сетей и предотвращение аварийных ситуаций.

4. транспорт:

• автомобильный, железнодорожный, водный, трубопроводный, авиатранспорт;

• управление транспортной инфраструктурой и ее развитием;

• управление парком подвижных средств и логистика;

• управление движением, оптимизация маршрутов и анализ грузопотоков.

5. нефтегазовый комплекс:

• геологоразведка и полевые изыскательные работы;

• мониторинг технологических режимов работы нефте - и газопроводов;

• проектирование магистральных трубопроводов;

• моделирование и анализ последствий аварийных ситуаций.

6. силовые ведомства:

• службы быстрого реагирования, вооруженные силы, милиция, пожарные службы;

• планирование спасательных операций и охранных мероприятий;

• моделирование чрезвычайных ситуаций;

• стратегическое и тактическое планирование военных операций;

• навигация служб быстрого реагирования и других силовых ведомств.

7. экология:

• оценка и мониторинг состояния природной среды;

• моделирование экологических катастроф и анализ их последствий;

• планирование природоохранных мероприятий.

8. лесное хозяйство:

• стратегическое управление лесным хозяйством;

• управление лесозаготовками, планирование подходов к лесу и проектирование дорог;

• ведение лесных кадастров.

9. сельское хозяйство:

• планирование обработки сельскохозяйственных угодий;

• учет землевладельцев и пахотных земель;

• оптимизация транспортировки сельскохозяйственных продуктов и минеральных удобрений.

Для Федерального Агентства Водных Ресурсов (ФАВР) была разработана геоинформационная система Росводресурсов (ГИС РВР), основной целью которой является организация эффективного управления хозяйственной и производственной деятельностью и оперативного обеспечения руководства ФАВР необходимой пространственной и атрибутивной информацией. В ГИС РВР реализованы функции ввода, хранения, обработки и интегрированного представления пространственных и соотнесенных с ними атрибутивных данных [1]. В ходе работы с ГИС РВР была выявлена необходимость её интеграции с информационной системой ГВК «Водопользователи», в которой содержится интересующая пользователей ГИС информация о предприятиях, использующих водные ресурсы.

В результате анализа данных информационных систем была выявлена возможность пространственной привязки табличных данных о водопользователях к классу объектов населенных пунктов ГИС по общему атрибуту общероссийского классификатора объектов административно-территориального деления (ОКАТО) населенных пунктов.

Для решения поставленной задачи интеграции и пространственной привязки были выполнены следующие этапы:

1. Произведен анализ точечного класса объектов населенных пунктов из базы данных ГИС Росводресурсов и атрибутивной таблицы водопользователей.

2. Произведена унификация структуры кодов ОКАТО.

3. Пространственная привязка атрибутивной таблицы водопользователей на основе точечного класса населенных пунктов карты масштаба 1:1000 000.

Анализ данных выявил, что точечный класс населенных пунктов из ГИС РВР и атрибутивная таблица водопользователей из информационной системы ГВК «Водопользователи» содержат общий атрибут код ОКАТО. Однако код ОКАТО в классе населенных пунктов состоял из одиннадцати знаков, а в таблице водопользователей из восьми. Поскольку населенные пункты кодируются 11-значными кодами в соответствии с правилами кодификации, возможна привязка водопользователей только к населенным пунктам уровня не ниже районных центров.

Для унификации атрибута ОКАТО в таблице водопользователей данный атрибут был приведен к 11 знакам.

Для нанесения объектов водопользователей на карту РФ были объединены данные таблицы водопользователей и класс населенных пунктов, то есть была выполнена пространственная привязка объектов таблицы водопользователей к населенным пунктам карты РФ масштаба 1:1000 000.

Математически процесс объединения можно представить специальным реляционным оператором экви-соединения. Обозначим отношение, хранящее пространственную и атрибутивную информацию по точечным населенным пунктам через А, отношение хранящее атрибутивные данные по водопользователям – В. При этом отношения А (А1, А2, А3, А4, Х1) и В (Х1, В1, В2, В3, В4, В5) имеют одинаковый атрибут Х1 (т.е. атрибут с одинаковым именем и определенный на одинаковом домене), который обозначает код ОКАТО населенного пункта (остальные атрибуты для удобства представлены в виде условных обозначений вида Аi или Bi).

Ответ на вопрос, какие водопользователи расположены в населенном пункте, дает экви-соединение А[X1=X1]B, то есть выполняется пространственная привязка. На самом деле, поскольку в отношениях имеются одинаковые атрибуты, то требуется сначала переименовать атрибуты, а потом выполнить экви-соединение: (А renameX1 AS OKATO)[OKATO=OKATO2] (B rename X1 as OKATO2).

Данная формула означает, что все кортежи отношений водопользователей, коды ОКАТО которых совпадут с ОКАТО класса населенных пунктов, будут присоединены к отношению точечного класса объектов населенных пунктов (НП). В том случае, если в теле отношения водопользователей отсутствуют коды, имеющиеся в классе НП, то в созданном отношении присоединенным атрибутам ОКАТО.2 будет присвоено значение «отсутствует» [2]. Если в отношении водопользователей кодов ОКАТО идентичных соответствующему коду из класса НП более одного, то для каждого кортежа отношения будет создано несколько кортежей в результирующем отношении, которое обозначим AB, поскольку кортеж отношений А включает в себя атрибут А1 – пространственное местоположение, то тем самым будет выполнена пространственная привязка объектов водопользователей к населенным пунктам. Данная операция реляционной алгебры была выполнена с помощью инструмента Join программного продукта ArcGIS.

Для устранения всех кортежей отношения АВ, у которых атрибуты А1, А2, А3, А4 имеют значение «отсутствует», необходимо создать их выборку, а затем удалить. Математически выборка соответствующая описанному выше критерию обозначается формулой AB where (А1=«отсутствует» AND А2=«отсутствует» AND А3=«отсутствует» AND А4=«отсутствует»). Данная математическая операция реализуется при помощи инструмента ArcGIS - «Выбрать по атрибуту», в результате чего в результирующем классе объектов будут выбраны строки, значения соответствующих атрибутов которых «отсутствуют». После чего необходимо удалить выделенные строки, оставшиеся объекты являются водопользователями, которых можно загрузить в базу географических данных ГИС Росводресурсов и нанести на карту РФ.

Произведенная интеграция позволяет пользователям ГИС РВР оперативно получать информацию (название водопользователя, номер лицензии на водопользование, адрес, телефон, факс, e-mail, ОКАТО населенного пункта) обо всех предприятиях, использующих водные ресурсы, в конкретных населенных пунктах. Данная информация была включена в базу геоданных ГИС РВР, также был разработан и опубликован веб-сервис, позволяющий пользователям просматривать, выполнять поиски и различные выборки по водопользователям, на автоматизированном рабочем месте без установки специализированного программного обеспечения, посредством веб-браузера.

Таким образом, произведена интеграция информационной системы «ГВК: Водопользователи» с ГИС Росводресурсов. Для этого были проанализированы точечный класс населенных пунктов из базы геоданных и атрибутивная таблица водопользователей, разработан алгоритм пространственной привязки водопользователей, данные загружены в базу геоданных ГИС, создан веб-сервис для отображения этой информации. На карту Российской Федерации масштаба 1:1000 000 нанесено 43045 объектов водопользователей, которые по пространственному положению совпадают с населенными пунктами.

Автоматизированная пространственная привязка информации о водопользователях РФ на основе разработанного алгоритма позволила сократить временные затраты на выполнение работы в 130 раз.