Разработка структуры картографической базы данных для пространственно распределенной информационной системы управления административно-территориальными объектами Новосибирской области

УДК 528.44:004

В.А. Середович, А.В. Дубровский, О.И. Малыгина, А.В. Скрипников СГГ А, Новосибирск

РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АДМИНИСТРАТИВНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Целью исследований является разработка структуры картографической базы данных по территориям муниципальных образований Новосибирской области, с учетом дальнейшего использования информации для оперативного управления территориями.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

а) Выполнить анализ структуры и задач органов местного самоуправления города Новосибирска и Новосибирской области;

б) Исследовать возможность решения управляющих задач с помощью ГИС-технологий [1];

в) Выполнить адаптацию комплекса программных продуктов для решения задачи создания и наполнения картографической базы данных по территории города Новосибирска и НСО;

г) Разработать структуру картографической базы данных на территорию в аспекте управляющих задач;

д) Выполнить цикл технологического процесса по сбору данных в единую картографическую базу данных по территории.

Цели и задачи данного исследования предполагают использование следующих теоретических положений и методов: теории систем и

системного анализа; основных положений информатики, геоинформатике; геодезического и аэрофото-грамметрического методов создания топографических карт; современных методов сбора геодезической информации на основе GPS-технологий; методов картографического моделирования; методов кадастрового зонирования территории; методов мониторинга территории. При выполнении экспериментальной части работы использовались современные вычислительные средства, периферийное оборудование и современное программное обеспечение. Часть работ была выполнена с использованием авторских алгоритмов и программ.

Целями создания автоматизированной пространственно-распределенной информационной системы управления (ИСУ) НСО является разработка картографической основы информационных систем территориального и муниципального управления в Новосибирской области. Разрабатываемая ИСУ позволит: обеспечить права граждан на информацию, провозглашенных Конституцией Российской Федерации; актуализировать информационное обеспечение принятия управленческих решений по устойчивому развитию области методами и средствами, использующими цифровые карты и цифровые модели местности; выполнить интеграцию в единое

информационное пространство информационных ресурсов города, области, России.

Укрупненный перечень основных направлений использования геоинформационных систем при осуществлении деятельности связанной с управлением территориями: социально-экономическое состояние области; экономика и финансы; экология, ресурсы и природопользование; транспорт и связь; коммунальное хозяйство и строительство; сельское хозяйство; здравоохранение, образование и культура; общественный порядок, оборона и безопасность; социально-политическое состояние.

Основным техническим решением при разработке ИСУ является применение геоинформационных технологий. При этом, необходимым является организация сбора комплексной информации и ее аккумуляция в специально разработанном наборе реляционных таблиц данных. Вся информация кроме табличного представления имеет пространственную привязку, которая осуществляется посредствам основного аппарата представления данных в ГИС - послойного отображения [2, 3]. Слои должны быть разработаны таким образом, чтобы в них отображалась основная картографическая и семантическая информация, необходимая в структурных подразделениях администраций муниципальных образований. Например, это может быть информация по: избирательным округам, избирательным участкам, жилищно-эксплуатационным службам, административным участкам, муниципальным округам зонам отделов милиции и т.п. Об актуальности применения ГИС-технологий отмечено в постановлении губернатора НСО «О развитии информатизации Новосибирской области»: «С учетом складывающихся мировых тенденций в рассматриваемой предметной области предлагается опираться на следующие современные информационные технологии: базовые технологии Шете^ идеологию информационных хранилищ и архитектуру «клиент-сервер»; SQL-ориентированные инструментальные системы (СУБД ОЯЛ^Е, ШБОКМГХ и т.д.); CASE-технологии проектирования информационных систем и баз данных; ГИС-технологии; технологии создания и распространения информации на CD-ROM носителях; развитие системы графических и текстовых редакторов; мультимедиа технологии и технологии создания виртуальной реальности; интернет-идеология при создании корпоративных и учрежденческих информационных систем».

В качестве исходного картографического материала предлагается использовать: обзорно-топографические карты масштаба 1:1 000 000 на территорию Новосибирской области и смежные территории; топографические карты масштаба 1:200 000 на территорию области; геологические карты масштаба 1:200000; топографические карты для территорий сельскохозяйственных и лесных угодий, судоходных рек в масштабах 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000; для решения инженерных задач и задач городского хозяйства необходимо использовать карты масштабов 1:5 000, 1:2 000, 1:500.

Инфологическая модель данных представлена на рис. 1.

На рисунке приведенные аббревиатуры обозначают: код ПСС - код причинно-следственной связи, определяет взаимосвязи между объектами и служит для быстрого ограничения круга объектов, которые могут быть использованы при решении определенного класса управляющих задач. Код ТП - код территориальной принадлежности, указывает на пространственно -координированную привязку объектов, также может быть использован при необходимости определении основных свойств территории по расположенным на ней объектам. Код БД - код базы данных, указывающий на принадлежность информационного объекта к конкретной области знаний, или базы данных аккумулирующей информацию по объектам одного класса или группе разнородных объектов оказывающих взаимное влияние на другой объект.

Свойства Коды объекта

Особенность Информационный объект Код ПСС

Код ТП

Функциональность Код БД

Рис. 1. Инфологическая модель информационного объекта ИСУ

В соответствии со схемой модели ИСУ предлагается следующая иерархическая организация работы с информацией: данные первого (нижнего) уровня: семантические и пространственные координаты объекта: паспортные данные жителей города, адреса квартир и домов, названия и расположение предприятий, описание инженерных сетей, географические координаты; данные второго (среднего) уровня: данные отраслевых баз данных, границы землеотводов, участков ЖЭКов; данные третьего (высокого) уровня: итоговые выборки из массивов информации первого и второго уровней для решения управленческих задач.

Одним из важнейших элементов геоинформационной системы города является земельный кадастр, в рамках которого систематизируется и накапливается информация по следующим разделам: данные о правах на землю и прочую недвижимость; сведения о стоимости земельной и прочей недвижимости, необходимые для эффективного и справедливого налогообложения имущества и адекватного возмещения его стоимости в случае принудительного отчуждения земельных участков для общественных нужд; данные об использовании земель, служащие основой для принятия решений, направленных на оптимизацию территориального развития регионов. На рис. 2 приведена структура компонента ИСУ «ГИС земельного кадастра».

В качестве сетевой структуры функционирования ИСУ выбрана комбинированная модель. Общий банк данных с центром в городе

Новосибирск, связан с банками данных в районных центрах области, которые в свою очередь аккумулируют информацию на уровне всего района.

Для структуризации информации хранящейся в базе данных разработаны наборы таблиц, которые заполняются в зависимости от уровня подчиненности территории: поселение, район, область. В табл. 1 показана датологическая модель организации информационных потоков в банке данных, а также пути получения производной информации о территории.

Рис. 2. Структура компонента ИСУ «ГИС земельного кадастра»

Таблица 1. Датологическая модель организации информационных потоков в

банке данных

Территория Наименование таблицы Действия с таблицей

Колонки заполняют ся (Ni) Колонки суммируется (М|)

Поселение Общие сведения о поселении POS1

Население POS2

Жилфонд POS4

Инженерные сети POS5

Транспортная сеть POS6

Виды использования территории POS7

Распределение зданий POS8

Район Общие сведения о районе R1

Население R2 Я2=Х РОБ2

Расселение R3 Я3=Х РОБ1+Х РОБ2

Жилфонд R4 Я4=Х РОБ4

Инженерные сети R5 Я5=Х РОБ5

Транспортная сеть R6 Я6=Х РОБ6

Сырьевая база R7

Зонирование R8 Я8=Х РОБ7

Сводные данные по зданиям R9 Я9=Х РОБ8

Сводные данные по жил. домам R10 Я10=Х РОБ9

Сводные данные по инж. сетям R11 Ю1=£Я5

Область Общие сведения об области OB1

Население OB2 ОВ2=£Я2

Жилфонд OB3 ОВ3=£Я4

Инженерные сети OB4 ОВ4=£Я5

Транспортная сеть OB5 ОВ5=£Я6

Сырьевая база OB6 ОВ6=£Я7

Зонирование OB7 ОВ7=£Я8

Сводные данные по мун. обр. на территории области OB8 ОВ8=£РОБ1

Сводные данные по зданиям OB9 ОВ9=£Я9

Сводные данные по жил. домам OB10 ОВШ=ХЮ0

Сводные данные по инж. сетям OB11 ОВ11=ХЮ1

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

©В. А. Середович, А.В. Дубровский, О.И. Малыгина, А.В. Скрипников, 2007