Панарин В.А.
МУ «Градостроительство», РФ;
Токарева С.А.
Администрация города Дзержинска, РФ


Муниципальное образование городской округ город Дзержинск Нижегородской области представляет собой достаточно крупный по площади объект (420 кв. км) с населением примерно 250 тысяч (Рис.1).

Рис.1 Градостроительное зонирование

Градостроительной особенностью города является наличие небольшого компактного селитебного центра, нескольких небольших поселков, промышленных зон, сравнимых по площади с селитебной частью города, и больших природных зон (леса, болота, пустыри, водные объекты, включая крупную реку «Ока», и прочее. Город по насыщенности и видам градостроительного зонирования, имеет сложную структуру и включает почти все виды подобного зонирования и, следовательно, практически все характерные проблемы городов.
С июля 2006 года, согласно главе 7 Градостроительного кодекса Российской Федерации, Администрацией города осуществляется ведение информационной системы обеспечения градостроительной деятельности на базе дежурного плана застройки Управления архитектуры и градостроительства (далее УАГ). Для тех, кто далек от градостроительной деятельности схематично приводится содержание ИСОГД (Рис.2).

Рис.2 Схема ИСОГД

В настоящее время согласно правительственным программам к функциям ИСОГД прибавляется обеспечение предоставления услуг населению и организациям в электронном виде. Каждый, кто внедрял автоматизированную ИСОГД (система теоретически может существовать только в «бумажном» представлении, поэтому применен термин «автоматизация»), естественно сталкивался с проблемой выбора программного обеспечения для автоматизации технологических процессов УАГ и подготовки документов.
В соответствии с Положением об ИСОГД, утвержденным Постановлением Правительства РФ от 09.06.06 №363, данная система состоит из 9-ти обозначенных разделов и 10-го, содержащего вспомогательные документы, например, адресный реестр.. Анализ каждого из разделов ИСОГД позволяет определить конкретный перечень документов, составляющих ИСОГД местного уровня, разработать структуру электронной схемы ИСОГД, а так же характер данных и источник их получения. ИСОГД включает в себя практически весь спектр функций и услуг УАГ, что, естественно, требует включения в нее всех, раннее существующих, систем, которые и составляют в итоге ИСОГД..

Рис.3 Схема модулей

Система состояла из модулей, позволяющих решать отдельные задачи (рис.3):
1. Модуль дежурного плана. Основной ГИС модуль, позволяющий решать задачи визуального отображения графической информации. Изначально был построен на базе программы «Географ». Имел более 270 слоев основной и вспомогательной информации. Основу составляют оцифрованные в 2002 году планшеты картографических материалов масштаба 1:2000, содержащие слои по строениям, транспортным магистралям, лесопосадкам, водным объектам, инженерным коммуникациям и т.д . К ним добавляются и ведутся на постоянной основе слои по земельным отводам, по границе города, по наличию картографических материалов и его актуальности, по зонированию города, по объектам капитального строительства, по охраняемым территориям, по санитарно-защитным зонам и т. д.
2. Модуль визуализации и обработки космических снимков, который тесно связан с модулем дежурного плана и служит для контроля поступающих отчетов по материалам инженерных изысканий, подготовки ситуационных планов, включая информационные материалы для рассмотрения инвестиционных проектов, определения границ и площадей территорий, анализа застройки территории и мониторинга строительства. Основу составляют приобретенные архивные ортонормированные снимки спутника QuickBird с разрешением 0,6 м. (монохромные) и с разрешением 2,4 м (полихромные ).
3. Модуль обработки картографических материалов. Представляет собой комплекс программ по ведению материалов топографической основы города масштабов от 1:500 до 1:2000. Модуль позволяет осуществлять полный цикл ведения и обновления картографических материалов УАГ по результатам геоизысканий путем обработки растрового или векторного изображения, хранения, изменения и выдачи электронных планшетов. Первичная обработка проводится с помощью программы «Xerox XEScan». Растровые или векторные изображения калибруются, ортонормируются, очищаются и корректируются с помощью программного комплекса «SpotLight». Подготовленные растровые и векторные изображения хранятся в электронном хранилище.
4. Модуль учета градостроительной документации. Предназначен для ведения книг учета и учетных записей по градостроительной документации в соответствии с приказом Министерства регионального развития РФ от 30 августа 2007 г. N 85 "Об утверждении документов по ведению информационной системы обеспечения градостроительной деятельности". Модуль представляет собой базу данных, созданную на основе открытых и мультиплатформенных программных продуктах «MySQL» и «OpenOffice».
5. Модуль подготовки текстовой градостроительной документации. Представляет собой текстовые и табличные редакторы, а также программу подготовки презентаций и ведения небольших баз данных для отдельных рабочих мест. Построен модуль на основе свободно распространяемого мультиплатформенного программного продукта «OpenOffice», что позволяет использовать его в операционных системах типа «Linux».
6. Модуль подготовки графических сведений из ИСОГД по запросам физических и юридических лиц. Работал на базе ГИС «Географ». С рабочих мест модуля запрашиваются необходимые сведения из других модулей, включая выкопировки из картографических материалов и схем. Затем информация консолидируется и готовится в виде, запрашиваемом пользователем.
7. Модуль делопроизводства. Предназначен для регистрации приема и выдачи документов по запросам физических и юридических лиц. Построен на основе программного комплекса делопроизводства на базе СУБД «FoxPro», которая в дальнейшем была заменена СУБД «Access».
8. Модуль связи с внешними пользователями. Модуль предназначен для передачи документации в электронном виде внешним пользователям, например, подразделениям Администрации города, для подготовки публичных слушаний или размещения информации на сайтах Администрации. Программной основой является электронная почта на базе программного обеспечения «The Bat».
Глядя на такой разнообразный программный «зоопарк» естественно возникает вопрос: «А что, нельзя было все вести в одной однородной среде или сейчас перевести все на универсальную единую программу?». В теории именно это решение является оптимальным. Однако на практике это не так. Каждый модуль возникал исторически самостоятельно при появлении законодательной базы, требований инструкций или крайней необходимости и внедрялся для конкретных бизнес процессов максимально дешево во всех смыслах. Например, первым, как правило, появляется модуль подготовки текстовой документации практически вместе с появлением первого компьютера в организации. Количество форм документов настолько велико в УАГ, а их изменения так часты, что, пожалуй, до настоящего времени трудно представить более удобную и дешевую систему для набора и редактирования документа, чем стандартный текстовый или табличный редактор. Далее возникает модуль делопроизводства на базе самой дешевой СУБД. Далее возникает ГИС модуль и т.д. Очень сложно представить себе провидца из 90-х годов в УАГ, обдумывающего внедрение аналога современной СУБД с учетом электронных услуг населению и Web порталов. Желание объединить ПО было всегда, но решения по единому универсальному ПО крайне дорого и слабо обосновывается на уровне муниципального образования, не являющегося региональной столицей. Условно, эту ситуацию демонстрирует классическое представление бизнес процесса при подготовке какого-либо градостроительного документа (Рис.4).

Рис.4 Схема бизнес-процесса

Как видно по факторам управления и обеспечения процесса, здесь сложно просто назвать параметр, однозначно позволяющий убедить власти города в разработке и приобретении единой программы, например, как это часто бывает в бизнесе только на основе полученной прибыли. Там можно под эту цель остановить производство, перестроить процессы, набрать новых или обучить сотрудников. Здесь целью является снабжение организаций и населения градостроительной документацией, а не получение прибыли, что резко осложняет стратегию обоснования решений и выделения бюджета. Сложно очень обеспечить правовое поле для этих изменений, т. к. работа Администрации строится в ситуации нормативно ограниченных действий сотрудников. Инициатива просто не предусмотрена в таких механизмах и часто реально наказуема! Мое мнение, что учет особенностей внедрения новых технологий в ОМС и является причиной неудач многих нововведений в сфере государственного и муниципального управления. Обучение сотрудников работе с ПО также требует больших затрат и времени, которое просто отсутствует в режиме непрерывного функционирования и недостатка сотрудников в Администрации. Тем более невероятна массовая остановка работы отдельного управления Администрации для обучения и внедрения новой технологии. Поэтому естественным является автоматизация отдельных процессов со своими особенностями и с минимальными затратами, что и порождает такое программное разнообразие. При этом желательно минимум нововведений в саму технологию работы сотрудника.
Так что, выхода нет?
Несмотря на разнородность модулей, они все служат для обработки единого объекта учета – пространственного объекта в виде объекта недвижимости или территориальной зоны. При объектном подходе достаточно в центр связей модулей поставить ПО, которое обрабатывает информацию об объекте и на ее основе маршрутизирует потоки сведений, подключая необходимое ПО модулей для подготовки конкретных документов или сведений по данной технологической цепочке. Такое ПО существует в программных решениях нескольких компаний. Нам наиболее понравилось решение, предлагаемое компанией «Bentley Systems» - ПО «Bentley Geospatial Server» (Рис.5).

Самыми сложными для такого подхода являются ГИС модуль и модуль обработки космических снимков. В них предварительно необходимо отделить объект с его характеристиками от способа и правил его визуализации. Для ГИС модуля у «Bentley Systems» есть решение в виде ПО «Bentley Geospatial Administrator», позволяющее отделить характеристики графических объектов (а объекты недвижимости все ими являются для учетных систем) от их стандартного представления в ГИС системах (визуальные полигоны, линии или точки, расположенные в определенных слоях). Используя в качестве хранилища и обработчика характеристик СУБД «Oracle Spatial», а в качестве настольной ГИС для их визуального графического представления - ПО «Bentley PowerMap», «Bentley Geospatial Administrator» позволяет с помощью описаний XML форматов объединить характеристики с визуальным представлением и получить требуемый модуль ГИС. Возможность практически неограниченного количества подключения растровых изображений для такой ГИС позволяет свободно работать с документами модулей 2 (визуализации и обработки космических снимков), 3 (обработки картографических материалов), 6 (подготовки графических сведений). Модули 4 (учета градостроительной документации) и 7 (делопроизводства), представляя собой СУБД, разными способами подключаются к системе с помощью ПО «Bentley Geospatial Server» или, если есть возможность, просто переносятся в состав СУБД «Oracle». Модуль 5 (подготовки текстовой градостроительной документации), являясь мультиплатформенным решением и обладая хорошей реализацией HTML формата, легко встраивается в каждый из модулей для подготовки готовой документации. Для решения задач модуля 8 в дополнение к электронной почте у «Bentley Systems» есть решение для создания Web портала на базе ПО «Bentley Geo Web Publisher», интегрированное с ГИС, что позволяет решить перспективную задачу электронных услуг населению и организациям. Таким образом, конечное решение для ИСОГД, как единой системы из разнородных программных блоков получено.
Наверняка, многие возразят: «Ничего себе решение, если все рабочие места требуется оснастить дорогостоящими программными модулями «Bentley Systems»! На самом деле, полученное решение достаточно экономично, т.к. не требует установки на каждом рабочем месте дорогого клиентского ПО, обеспечивающего функционал полной системы. Каждое рабочее место осталось со своим привычным ПО (или очень близким его аналогом). Например, в УАГ установлено всего 8 приложений «Bentley PowerMap», из которых 4 установлено в отдельной закрытой локальной вычислительной сети, при практически 100% компьютеризации всех рабочих мест (порядка 50). 4 приложения «Bentley PowerMap» лицензированы по принципу «плавающей» лицензии, что позволяет их использовать при необходимости на любом рабочем месте. Кроме вышеназванных особенностей применения ПО нами были использованы средства от экономии на следующих решениях:
 Применение открытого и бесплатного ПО «OpenOffice».
 Использование вместо полноценных рабочих станций сотрудников терминальных систем.
 По возможности использование ОС “LINUX”
Все вместе это позволяет вполне обеспечить приобретение дорогостоящего ПО для нужных процессов. За счет охвата новым ПО только необходимых рабочих мест, значительно сокращаются расходы и проблемы с обучением сотрудников. А как же остальные сотрудники? Доступ к визуальному представлению пространственных объектов (ГИС модулю) для всех сотрудников УАГ предоставляется через модуль ПО «Bentley Geo Web Publisher» (Рис.6).

Рис.6 Сайт

Он позволяет строить визуальные отображения на экране по запросам браузерными технологиями, для чего на рабочем месте достаточно иметь только стандартный Explorer (или любой другой Web браузер). Технологии ПО «Bentley Geo Web Publisher» позволяет обеспечить дифференцированный доступ к информации. В результате реализованы три уровня предоставления сведений ИСОГД: открытая информация для сотрудников УАГ; ограниченная конкретная информация для подразделений Администрации города; общедоступная в Интернете информация для физических и юридических лиц. Предлагаемое решение обладает и обязательной для ИС масштабируемостью. Источником сведений для ИСОГД кроме документов УАГ являются документы других подразделений Администрации и других ведомств (Рис.7).

Рис.7 Схема взаимодействий ведомств

Эта схема легко трансформируется в расширение системы для обмена или прямой работы с электронными базами данных других ведомств (Рис.8).


Отдельно следует остановиться на задачах модуля 2 (визуализации и обработки космических снимков). Пока космические снимки используют, как правило, как подложку в ГИС для визуального контроля объектов или территорий, т.е. как картинку. Для такого ограниченного использования нет смысла создавать отдельный модуль. Информативность космического снимка намного увеличивается при его специальной обработке специализированным ПО. Даже просто просмотр снимка в стандартном ПО для просмотра растров невозможен без понижения его качества. В специализированном ПО подключается аппарат спектрального анализа, который позволяет быстро, качественно и точно получить массу информации о пространственных объектах в привычном и необходимом для ИСОГД виде (векторное представление). Например, сложнейшей задачей является получение исходных данных для территориального планирования и проектов планировки. Космический снимок позволяет автоматизировано, с разной степенью достоверности, получать следующее зонирование и решать задачи:
-Зонирования лесов и лесопарков
-Зонирование водных объектов и зоны болот
-«Зеленых» зон (луга, газоны, сельскохозяйственные угодья)
-Зонирование транспортных магистралей и коридоров
-Зонирование застроенных территорий (жилые и промышленные)
-Определение коридоров инженерных коммуникаций
-Рельефа местности
-Возможности получения векторного плана
-Определение зон, требующих мероприятий по восстановлению. Для выделения этого типа зон по данным ДЗЗ требуется использование снимков с наличием, кроме оптического диапазона, ультрафиолетового, инфракрасного и радиодиапазонов. Этим же методом могут быть уточнены реальные СЗЗ.
-Мониторинг закарстованных территорий. Определяются по разновременным снимкам положения поверхности грунта территории города, например с помощью снимков TerraSAR X.
Последнее крайне важно для города, т. к. город располагается на карстовых пустотах и их мониторинг является архиважной задачей.
Для обработки снимков можно использовать различное программное обеспечение. В УАГ применяется программный комплекс ENVI, разработанный американской компанией «ITT Visual Information Solutions». Использование данного комплекса обусловлено следующими причинами:
1) данный программный комплекс является одним из ведущих в области обработки спутниковых снимков;
2) комплекс обладает наилучшим аппаратом классификации для дешифрирования объектов и территорий;
3) освоение комплекса и работа с ним вполне доступна городским специалистам Управления архитектуры и градостроительства Администрации города при наличии готовых методик обработки. Такая упрощенная методика (практическое руководство) создана для сотрудников одного из подразделений УАГ;
4) использование ПК ENVI для обработки материалов космических съемок в технологии создания и обновления карт с использованием ДДЗЗ позволит выполнять проекты с максимальным удобством в кратчайшие сроки и экономически эффективно.
Использование предварительных результатов векторизации объектов позволяет снизить затраты на проведение многих полевых инженерно-геодезических исследований и получить за счет этого нужные средства для приобретения ПО обработки ДЗЗ. Для эффективного использования снимка и ПО при его обработке, желательно совместное его использование другими подразделениями Администрации и ведомствами: экологи, МЧС, транспортные структуры, благоустройство, лесоустройство и пр.
Таким образом, в городе Дзержинске Нижегородской области создано ИСОГД с максимально возможным сохранением привычных для сотрудников технологий путем применения метода, условно названного авторами объектным. На начало 2010 года в УАГ внедрено ПО «Bentley Geospatial Administrator». Разработан и внедрен экспериментальный ГИС портал на базе ПО «Bentley Geo Web Publisher». В работах применяются результаты обработки космических снимков, полученные на базе ПО «ENVI». На 2010 год планируется запуск в промышленную эксплуатацию ГИС портала. На 2011 год запланировано подключение ПО «Bentley Geospatial Server», что фактически завершит создание единой электронной ИСОГД. Дальнейшее развитие будет определяться интересом других подразделений Администрации и развитием программы электронных услуг населению в рамках всероссийской программы «Электронная Россия». Разработанное решение позволяет с оптимизмом смотреть на возможности развития системы и решения задач, которые ставит перед архитектурой развитие экономики страны и нормативной базы.
Благодарность компании «Совзонд» за предоставленные материалы и активную помощь при разработке системы, а также организаторам конференции за предоставленную возможность обмена опытом.