Опыт разработки открытого стандарта для создания и ведения ГИС моделей объектов профессиональной деятельности

Мищенко Ю.А.

В своей повседневной работе проектные, изыскательские, эксплуатирующие и другие организации нередко сталкиваются с проблемой разрозненности данных по различным объектам. Данные могут дублироваться в разных подразделениях, некоторая информация, которая должна быть общедоступной, таковой не является. Ряд бюрократических ограничений мешает получить оперативный доступ к необходимым данным. Временами это создает довольно значительные преграды продуктивной деятельности предприятия.

Один из наиболее подходящих способов решения этих проблем заключается в создании единой базы данных по объектам, к которой можно предоставить доступ тем, кто в этом нуждается. Так как предлагаемый вариант базы данных описывает пространственно-распределенные объекты, содержащие определенный набор атрибутов, наиболее рационально использовать геоинформационные системы (ГИС).

Компания "ИнжГеоГИС" предлагает свой вариант решения поставленной задачи. Работа по созданию ГИС объектов нефтегазового комплекса ведется по двум направлениям – площадные и линейные объекты.

Под площадными объектами подразумеваются нефтебазы различного назначения. За основу при создании ГИС нефтебаз берутся: данные инженерно-геодезических изысканий (есть возможность добавления геологических данных.), аэрофотосъемка, комплекты проектной документации. Следует отметить тот факт, что снова может быть не только векторной, но и растровой.

Работа ведется с современным программным обеспечением – ArcGIS, производства одного из лидеров в отрасли создания ГИС компании ESRI.

Доступ к созданной базе может быть предоставлен двумя способами – через рабочее место с установленным необходимым программным обеспечением (ESRI, ArcGIS), либо посредством Web-технологии. Последний вариант имеет ряд преимуществ: отсутствие необходимости установки дополнительного программного обеспечения уменьшает финансовые затраты, а доступ к базе можно получить с любого устройства, имеющего выход в Интернет, будь то ноутбук, карманный компьютер или даже сотовый телефон. Причем есть возможность передавать конечному пользователю только результат обработки информации, а не саму базу данных, что способствует предохранению информации от несанкционированного использования. Безопасность доступа к различным слоям (элементам базы данных, содержащим информацию об определенной группе сходных объектов, например слои: «трубопроводы», «кабели», «сооружения» и др.) обеспечивается за счет ограничения в правах различных пользователей (политика безопасности). Количество учетных записей неограниченно.

К содержанию базы данных предъявляются требования как эксплутационного, так и технического характера. Под требованиями эксплутационного характера подразумеваются требования конечных пользователей, зачастую работников проектных подразделений и эксплуатирующих организаций, которым необходима информативность, актуальность, понятность, скорость работы. Технические требования предъявляют подразделения, обеспечивающие функционирование системы. На них мы не будем останавливаться, так как они находятся в компетенции программистов и настоящему читателю вряд ли будут интересны.

Специалистами ИнжГеоГИС создан свой стандарт структуры базы данных по площадным объектам нефтегазового комплекса The GeoEngineering Co. Tank farms Data Model (GTDM). Его созданию предшествовала большая работа по созданию различных ГИС (в частности ПНБ «Грушовой», ПНБ «Шесхарис», ПНБ «Тихорецкой»). За основу структуры было взято разбиение на условные знаки. Столкнувшись с рядом проблем эксплутационного и технического характера, учитывая пожелания всех заинтересованных сторон, структура несколько раз обновлялась и на текущий момент времени доступна версия GTDM 1.3. В зависимости от требований заказчика, возможно ее изменение для нужд каждого конкретного клиента. База данных насчитывает 22 слоя объектов, каждый из которых имеет свое графическое представление (точечное, линейное или площадное). Из них 19 описывают состояние нефтебазы на текущий момент времени, по данным последних изысканий, т. .е содержат информацию обо всем, что только имеется на её территории. В данном случае о каждом объекте на нефтебазе есть полный набор сведений, за актуальность которых можно не беспокоиться, так как в процессе создания ГИС проводится большая работа по обобщению разрозненных источников и выделению наиболее актуальных данных. Эта часть сведений получила название «геоданные». 3 специальных слоя содержат информацию о строительных работах, которые проводились, проводятся и планируются на нефтебазе (так называемые «технологические данные»). В качестве основы для внесения этих сведений используются строительные генеральные планы, сводные планы инженерных сетей, взятые из комплектов проектной документации. Технологические данные и геоданные являются независимыми (благодаря чему есть возможность вносить информацию о еще не выполненных проектах). Каждый слой разбит на несколько подтипов (от 2 до 16) и у некоторых дополнительно имеются внутренние разбиения на различные типы объектов. Для справки: ГИС ПНБ «Шесхарис» на момент написания статьи содержит около 14000 объектов, каждый из которых имеет свой набор атрибутов. Больше всего объектов в слое «трубопроводы» (около 3000). Он имеет 8 подтипов, некоторые подтипы дополнительно разбиты на типы. Их в общей сложности 18. При таком многообразии только грамотное структурирование информации позволяет правильно с ней работать. Выявлены наиболее часто встречаемые объекты, созданы домены (установленный набор значений для какого-либо атрибута, ввод значения, не прописанного в домене невозможен) для ряда атрибутов, что предотвращает некорректный ввод информации. Многократная проверка на всех этапах работы, включая окончательную проверку топологии (геометрии элементов базы и расположения их относительно друг друга) позволяют свести количество ошибок в конечном продукте к минимуму.

После создания подобной системы требуется только ее периодическое обновление при поступлении новой информации.

Возможен экспорт данных в приложения – САПР (в частности AutoCAD) для дальнейшей работы при проектировании. Возвращаясь к политике безопасности можно отметить тот факт, что эту возможность можно предоставить только некоторым пользователям, в то же время остальных, не нуждающихся в этом, ограничить в правах и разрешить им только просмотр и запрос некоторой информации. Структуру по стандарту GTDM в случае экспорта можно использовать для разбиения объектов на слои в том же AutoCAD. В базе хранится вся необходимая информация для формирования условных знаков ее объектов, благодаря чему экспортируемая информация может соответствовать всем стандартам на графическое отображение условных обозначений.

ESRI ArcGIS позволяет создавать проект в различных координатных системах, получить любую необходимую информацию об объектах на нефтебазе одним кликом мыши. При совместном использовании GPS приемника и устройства с выходом в Интернет открывается множество возможностей для сотрудников, находящихся непосредственно на объекте. За несколько секунд можно легко разобраться в окружающих строениях, изучить все проходящие рядом коммуникации, в том числе и подземные, проверить соответствует ли информация предприятия об объекте текущему его состоянию. В случае, если работники, находящиеся на объекте, обладают правами на редактирование базы данных и имеют персональный компьютер с установленным программным обеспечением ESRI ArcGis они могут оперативно внести соответствующие изменения в общую базу данных прямо на месте.

С помощью ArcSDE и СУБД (система управления базами данных) Oracle возможна организация работы нескольких пользователей над одной базой данных (имеется в виду не просмотр, а непосредственное создание и последующее редактирование) по любой компьютерной сети. Это позволяет одновременно работать над проектами, географически удаленным друг от друга, подразделениям одного или нескольких предприятий, причем, скорость обновления информации зависит только от качества канала связи. С современными коммуникационными технологиями возможно свести задержку к минимуму и сделать ее практически незаметной для пользователей.

Стандарт GTDM учитывает все технические требования, необходимые для организации сетевой работы, поэтому нет необходимости его изменения в случае ее реализации.

Обращаясь к опыту ИнжГеоГИС в области разработки ГИС площадных объектов нефтегазового комплекса, можно сказать, что работа над реализацией таких проектов ведется как раз по сети одновременно несколькими сотрудниками. Это открывает огромные преимущества перед разработчиками. С одной стороны, тесное взаимодействие и одновременная разработка практически всех слоев базы данных ведет к устранению ошибок, связанных с неоднозначной трактовкой топогеодезической основы, вызванной возможными неточностями при инженерно-геодезических изысканиях. С другой же стороны, руководитель проекта может одновременно наблюдать за работой всех своих подчиненных, вносить необходимые коррективы, объективно распределять задачи, т.е., контролировать весь процесс производства.

Использование единого стандарта базы данных GTDM позволяет задействовать программные продукты, разрабатываемые программистами предприятия (в частности для организации доступа к ГИС с использованием Web-технологии), для любой базы любого промышленного объекта (естественно созданной по этому стандарту), т.е., нет необходимости в разработке нового программного обеспечения для каждой новой ГИС. Выгоды в экономии материальных средств и людских ресурсов налицо.

В заключение, по площадным объектам хотелось бы добавить, что темпы развития современных технологий открывают новые возможности перед разработчиками геоинформационных систем. Такие перспективные направления, как разработка ГИС в трехмерном пространстве, появление новых возможностей по занесению информации о рельефе земной поверхности, полученной различными путями (традиционные методы, аэрофотосъемки, лазерное сканирование и др.) в ближайшем будущем, в случае возникновения спроса на подобные продукты, получат свое воплощение в проектах компании "ИнжГеоГИС".