МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт  математики, естественных наук и информационных технологий

Отделение географии, экологии, природопользования и туризма

Кафедра «Картографии и геоинформационных  систем» 
 
 
 
 
 

Создание  географических и земельных информационных систем в зарубежных странах 
 
 

Тюмень, 2011 г

Содержание

Введение

       Создание  и функционирование ГИС сопряжено  с целым рядом специфических задач организационно-правового, научно-технического, технологического и финансово-экономического характера, решение которых невозможно перенести на существующие методы информационного обеспечения. Проблема усугубляется еще и тем, что в нашей стране службы управления городом до настоящего времени не занимались созданием кадастров и ГИС и не имеют необходимого опыта работы, а научные организации не обладают достаточным заделом научных разработок, способных обеспечить производство современной научно-технической базой. Сказывается и слабая обеспеченность вычислительной техникой и программным обеспечением. Однако потери, прямо или косвенно связанные с отсутствием упорядоченной и достоверной информации о городской территории, уже сегодня превосходят необходимые затраты на создание ГИС. С дальнейшим развитием рыночных отношений отсутствие такой информации будет наносить все более ощутимые потери, а решение таких задач, как регулирование земельных вопросов, градостроительство, определение налоговых ставок, охрана окружающей среды сделает весьма проблематичным.

       О значимости ГИС можно судить и по тому вниманию, которое уделяется им в большинстве развитых стран. Во многих из них образованы национальные и региональные организации, в задачи которых входят развитие исследований, связанных с ГИС и автоматизированной картографией, разработка предложений в сфере национального и городского планирования информации, координация программ получения, обработки и распространения этой информации, создание сетей ГИС. Для этих целей разработана правовая база, производится мощное аппаратное и программное обеспечение, налажена подготовка и переквалификация необходимого класса специалистов. К примеру, в штате Калифорнии (США) вопросами ГИС занято 72 специализированных отдела по планированию, определяющих деятельность множества сторон жизни штата. Ресурсами нформационной системы являются земля, воздух, вода, движимое и недвижимое имущество, рабочая сила, средства (деньги), материалы, концепции и технологии. Назначение системы - повышение уровня жизни людей на конкретной территории. Широко используются ГИС в области кадастра. Кадастр это упорядоченная совокупность сведений о правовом, природном, хозяйственном и экономическом положениях физических объектов и явлений среды во времени в структурном, организационном, функциональном и информационном аспектах. Во Франции с конца 60-х годов действует кадастровая информационная система "Majic". Система объединяет 5 региональных центров (GRI) и 306 местных бюро кадастра (CDIP), предназначенных для сбора, хранения и пополнения кадастровой информации, объем которой достигает 40 Мб.

       Интересен опыт создания кадастровых систем в  Польше, так как предпосылки и ситуация при этом были весьма схожими с теми, которые мы имеем в России. Группой польских специалистов в 1987г. были начаты работы по созданию универсальной системы управления данными (подобной ГИС). К сожалению, начавшийся в Польше экономический кризис привел к замораживанию основных фондов и сокращению научно-исследовательских работ. Кроме того, не было специалистов по ГИС. Некомпетентность в области ГИС и непонимание их важности для общества вызвали отрицательную реакцию у городских властей. Однако потребности диктовали свое, и спустя непродолжительное время уже  представители властей выступили с инициативой о скорейшем начале работ по ГИС. Государственным учреждениям поручили работы по поиску технических средств и ГИС-технологий, координированием работ занято Министерство строительства и городского планирования, приняты государственная и городские программы по созданию автоматизированных систем управления данными, выделены средства. Сегодня в Польше уже функционируют такие системы ГИС, как "Земля", "Здания и сооружения", "Инженерные коммуникации".

       В Российской Федерации в составе  Геодезической федеральной службы создан центр ГИС и цифровой картографии (РОСГЕОИНФОРМ) и пять функциональных региональных центров.

       Обогащение  рынка вычислительной техники, необходимость  в управлении географической информацией неизбежно приведет к широкому применению ГИС на территориях всех стран во всех заинтересованных организациях.

ГЛАВА 1. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

1.1 Создание геоинформационной системы города Колумбус

       16-й  в США по числу жителей (около  600 тыс., с пригородами около 1,3 млн.) город Колумбус, административный  центр штата Огайо, в рамках  договора с ESRI и Convergent Group, дочерней компанией фирмы UGC Consulting из города Инглвуд, штат Колорадо, приступили к модернизации и расширению общегородской информационной системы по проекту VISION (Visual Information System Integrating Our Neighborhood). Как часть проекта, происходит перевод под продукты ESRI имевшейся в городе системы, основанной на программных продуктов Graphic Data Systems (GDS).

       Еще в 1992 году руководство города, осознав  необходимость внедрения современных  информационных технологий, приступило к прокладке оптоволоконных линий, соединивших несколько десятков коллективных пользователей. Следующим шагом явился рассчитанный на несколько лет план модернизации программно-аппаратного комплекса. В его разработке самое активное участие принял мэр города Грегори С. Лашутка (Gregory S. Lashutka), который решил создать в Колумбусе, а затем и во всем центральном районе штата Огайо одну из наиболее продвинутых систем информационной поддержки не только в США, но и во всем мире. Выполнение этого плана обеспечит современные и на перспективу потребности в эффективной комплексной обработке и представлении разнотипных данных из всех основных служб и департаментов города. В их числе земельный комитет, все инженерные службы (водоснабжение и канализация, ливневой сток, теплосети, электрические газовые и телефонные сети), департамент общественных работ и благоустройства, департамент жилья и недвижимости, пожарники, полиция, департамент транспорта и дорожных работ, отдел архитектуры и городского планирования, службы реагирования на чрезвычайные ситуации и др. Все пользователи будут иметь доступ к единой, постоянно обновляемой базе данных со своих рабочих мест. В городе дополнительно устанавливается более 200 высокопроизводительных рабочих станций, работающих в единой распределенной среде под управлением Windows NT. До 2000 года на этих компьютерах будет в разных сочетаниях установлено более 600 лицензий программных продуктов ESRI (ARC/INFO с модулями COGO, NETWORK, GRID, TIN, ArcPress, ArcStorm; MapObjects; Spatial Database Engine с модулем SDE CAD Client), а также написанные на Visual Basic с использованием MapObjects специальные ГИС приложения для поиска и запроса данных, для целей картографирования и составления отчетов. Другие приложения, например, для редактирования данных разрабатываются на Visual Basic с использованием открытой среды разработки ODE (Open Development Environment) системы ARC/INFO. Все приложения будут работать в единой среде в рамках общего пользовательского интерфейса. Для управления пространственными данными, хранящимися в базе Oracle, будет использоваться менеджер базы данных ArcStorm, а в дальнейшем SDE. В конечном итоге, осуществление запланированных мер ускорит процедуру планирования и проведения рутинных каждодневных работ и, что не менее, а возможно и более важно, процесс принятия решений на близкое и отдаленное будущее. По мнению местного руководства, это обеспечит перспективное планирование инфраструктуры региона и его экономическое развитие, привлечет новых инвесторов, просто улучшит жизнь людей.

       1.2 Геоинформационная система /гис/ «лесные ресурсы» 
на базе formap 4.0 (версия сентябрь 2011 г.).

       ГИС «Лесные ресурсы» позволяет получать интегрированную картографическую и повыдельную информацию для  решения практических задач по учету  лесного фонда, текущему планированию рубок леса, лесовосстановлению, противопожарных и лесозащитных мероприятий, создания тематических лесных карт распределений насаждений по категориям земель, породам, группам возраста, типам леса, эксплуатационному фонду и другим показателям по запросу пользователя; кадастровой оценке лесов; охране окружающей среды; мониторингу лесов и сохранению их биологического разнообразия; внесение текущих изменений в лесном фонде; получение в автоматическом режиме различных отчётов; подготовка и печать планово - картографических материалов; внесение, учёт, печать лесосек на основе буссольной съёмки; возможность создания на основе ГИС системы спутниковой навигации с использованием GPS (ГЛОНАСС)-приёмников типа Garmin, Trimble и т.д.

       Разработан  модуль материально - денежной оценки лесосек (МДОЛ, Турботаксатор - также употребляемые названия) с получением необходимой регламентированной документации: ведомость МДОЛ, перечётная ведомость, дополнительная ведомость по семменикам и биоразнообразию. По желанию Заказчика могут быть разработаны дополнительные опции такие как: сопряжение (экспорт данных) с АРМ - лесопользование, 1-С Бухгалтерией; разработаны дополнительные печатные формы и т. д. 
При разработке данного модуля идея была следующая:

       1. Обеспечить максимально простую установку/ работу с модулем. Так АРМ - лесопользование, например, работает на базе Oracle, поэтому для работы с АРМ - лесопользования необходимо ставить/ настраивать Oracle - что довольно долгий/ трудоёмкий процесс требующий определённых знаний и опыта (и то с первого раза может не получится). Поэтому мы взяли за основу базы данных SQLite. Для работы с ней не надо ни чего дополнительно устанавливать, что по нашему мнению существенно снизит нагрузку на инженеров АСУ лесхоза и работников лесничеств.

       При этом обращаем ВНИМАНИЕ, что данный модуль не является заменой АРМ –  лесопользования. Предполагается, что  работа будет организованна следующим  образом: в лесничествах МДОЛ делают в ГИС Лесные ресурсы, после чего данные (в идеале экспорт через архив АРМ-а) передают в лесхоз, где данные обрабатываются в АРМ - лесопользование инженерами лесхоза.

       2. Все операции связанные с отводом,  на уровне лесничеств, должны  выполняться в одной программе  (графическое отображение, МДОЛ), что бы была увязка картографической и атрибутивной информации.

       Так же реализована функция выбора массива  данных. В настоящая время в  лесхозах формируется различная  отчетность в: АРМ - лесопользование, 1-С  Бухгалтерии и др. программах, в  которой приводится выборка данных по выделам в зависимости от показателей характеризующих реализацию, заготовку древесины, проведённые мероприятия и т.д. Основным недостатком данных отчётов является отсутствие наглядности (в данных программах нет увязки атрибутивных данных с картографической информацией), что не позволяет в полной мере оценить ситуацию и принять решения. Соответственно возникает необходимость формирования тематической карты для визуального отображения данных приведённых в отчётности.

       ГИС «Лесные ресурсы» лесохозяйственного предприятия /лесхоза, лесничества/ или ПЛХО создаются на основе программного обеспечения ГИС FORMAP 4.0 в ОС Windows XP, картографической и повыдельной баз данных (материалы лесоустройства).

       Система написана на языке DELPHI, картографическая база данных создается в формате shp, повыдельная база данных - в формате Paradox. 
Отличительными особенностями системы являются:

• многооконный легко настраиваемый пользователем интерфейс;
• широкие возможности ввода, редактирования, просмотра картографической и атрибутивной информации;
• возможность жесткого логического и количественного контроля вводимой/редактируемой информации в базах данных;
• быстрая генерация сводных и производных отчетов, построения фильтров и запросов;
• импорт/экспорт DXF, SHP, конвертор в Arc View GIS;
• конвертор из лесоустроительной СУБД-L;
• возможность создания новых баз данных, объектов и слоев на картах, использования гибкой динамической привязки баз данных через механизм Borland Database Engine /BDE/;
• печать картографической и атрибутивной информации в соответствии с инструментариями и стандартами ОС Windows ХР и Microsoft office 2003.

       ГИС «Лесные ресурсы» - многофункциональная  специализированная система для  лесохозяйственных предприятий, используемая при учете лесов, подготовке лесосечного  фонда, внесении текущих изменений и актуализации лесного фонда при непрерывном лесоустройстве, получении любых тематических лесных карт и отчетов по лесному фонду.

       В ГИС Formap 4.0 реализована возможность  получения отчётов по текущим  изменениям в соответствии с формами, приведёнными в «Указании по регистрации текущих изменений в лесном фонде и обновлению повыдельной базы данных государственных лесохозяйственных учреждений (лесхозов) Минлесхоза». Минск, 2005 г.