Панарин В.А. (МУ «Градостроительство», Дзержинск)

В.А. Панарин

Городской округ «Город Дзержинск» – муниципальное образование в Нижегородской области, которое представляет собой достаточно крупный по площади объект (420 кв. км) с населением примерно 250 тысяч (Рис.1). 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 пр.). 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 г. управлением архитектуры и градостроительства Администрации города (далее – УАГ) осуществляется ведение информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (далее – ИСОГД). Схематично ИСОГД согласно законодательству представляет собой систему хранения сведений о градостроительной документации города и частично самих градостроительных документов (Рис. 2).

В настоящее время согласно правительственным программам к функциям ИСОГД прибавляется обеспечение предоставления услуг населению и организациям в электронном виде и адресный реестр. В узком представлении ИСОГД – собственно система учета и хранения градостроительной документации, в таком виде система помогает в архитектурной деятельности ОМСУ, но является дополнительным обременением органов архитектуры и градостроительства, требующим дополнительных затрат на его ведение. В этом варианте для сотрудников это некий справочник, который позволяет ускорить работу, упорядочить ее, но не инструмент текущей работы. Намного эффективнее «встраивание» ИСОГД в текущую деятельность каждого подразделения и сотрудника УАГ.

Рис.1. Схема градостроительного зонирования территории г. Дзержинска

При разработке ИСОГД была поставлена задача максимального сохранения текущих технологических цепочек и видов деятельности на каждом рабочем месте, включая сохранение существующих программ и баз данных. Этим достигается уменьшение расходов на перенос данных в новые системы и минимальное обучение персонала, позволяя снижать отрицательный эффект «личностного фактора» при внедрении, выражающийся в естественном сопротивлении сотрудников нововведениям, требующим дополнительных затрат в работе. Проанализировав бизнес-процессы по каждому рабочему месту, была создана следующая система, состоящая из восьми модулей (рис. 3), каждый из которых позволяет создать и вести определенные виды градостроительной документации в ИСОГД:

Рис. 2. Схема ИСОГД

1. Модуль дежурного плана.
Основной геоинформационный модуль, позволяющий решать задачи визуального отображения графической информации. Построен на базе программных продуктов фирмы «Bentley Systems» и СУБД «Oracle». Основу составляют оцифрованные в 2002 г. планшеты картографических материалов масштаба 1:2000, представляющих собой дежурный план. К ним добавляются и ведутся на постоянной основе слои по земельным отводам, по границе города, по наличию картографических материалов и их актуальности, по зонированию города, по охраняемым территориям, по санитарно-защитным зонам и т.д.

2. Модуль визуализации и обработки космических снимков.
Тесно связан с модулем дежурного плана и служит для контроля поступающих отчетов по материалам инженерных изысканий, подготовки ситуационных планов, определения границ и площадей территорий, анализа застройки территории и мониторинга строительства, определения площадей различных территорий, занятых природными и рукотворными объектами на основе спектрального анализа снимков. Основу составляют ортонормированные снимки спутников QuickBird и WorldView 2 (разрешение 0,6 м и 0,5 м – монохромные; разрешение 2,4 м и 1,8 м – полихромные).

3. Модуль обработки картографических материалов.
Представляет собой комплекс программ по ведению материалов топографической основы города масштаба 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. 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 Минрегионразвития РФ от 30 августа 2007 г. № 85. Модуль представляет собой базу данных, созданную на основе открытых и мультиплатформенных программных продуктов «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.
С рабочих мест модуля запрашиваются необходимые сведения из других модулей, включая выкопировки из картографических материалов и схем. 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 «Access».

8. Модуль связи с внешними пользователями.
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 геоинформационный веб-портал для работы и просмотра графических данных и электронная почта. В этот модуль входит и работа с порталом электронных услуг.
Глядя на такой разнообразный программный «зоопарк», естественно возникает вопрос: «А нельзя ли все вести в единой однородной среде, или перевести все на универсальную 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. Желание объединить ПО было всегда, но решения по единому универсальному ПО крайне дорого и слабо обосновывается на уровне муниципального образования, не являющегося региональной столицей. В бизнесе такое решение легко обосновать только на основе полученной прибыли. Для бизнеса можно под эту цель остановить производство, перестроить процессы, набрать или обучить сотрудников, что очень сложно реализовать в непрерывном процессе работы ОМСУ.

Рис. 3. Схема модулей ИСОГД

Целью ИСОГД является снабжение организаций и населения градостроительной документацией, а не получение прибыли. Это резко осложняет стратегию обоснования решений, выделения средств бюджета, обеспечения правового поля для этих изменений. Инициатива не предусмотрена в таких механизмах и часто реально наказуема! По мнению автора, отсутствие учета особенностей внедрения новых технологий в ОМСУ 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 желательным является минимум нововведений в саму технологию работы сотрудника.

Несмотря на разнородность модулей, они все служат для обработки единого объекта учета – пространственного объекта в виде территориальной зоны или объекта недвижимости. При объектном подходе в центр связей модулей достаточно 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.

ИСОГД города Дзержинска использует решение, предлагаемое компанией «Bentley Systems» – ПО «Bentley Geospatial Server». 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 от их стандартного представления в ГИС-системах. 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, 3, 6. Модуль 5, являясь мультиплатформенным решением и обладая хорошей реализацией HTML-формата, легко встраивается в каждый из модулей для подготовки готовой документации. Для решения задач 8-го модуля у «Bentley Systems» есть решение для создания веб-портала на базе ПО «Bentley Geo Web Publisher», интегрированное с ГИС, что позволяет решить перспективную задачу электронных услуг населению и организациям. Таким образом, мы получаем решение для ИСОГД как единой системы из разнородных программных блоков. AmsterGirls это международный проект известный во всем мире.

Некоторые могут возразить: «Что это за эффективное 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 10 приложений «Bentley PowerMap», из которых пять установлено в отдельной закрытой локальной вычислительной сети при практически 100 % компьютеризации всех рабочих мест (порядка 50). Пять приложений «Bentley PowerMap» лицензированы по принципу «плавающей» лицензии, что позволяет их использовать при необходимости на любом рабочем месте. Остальные места оборудованы терминальными клиентами с выходом в графику для анализа, принятия решений и подготовки простых графических материалов.

Важнейшим решением, обеспечивающим реальный инструмент для работы сотрудников, является веб-портал. Кроме обеспечения внешних связей этот портал служит для обеспечения рабочих мест сотрудников УАГ доступом к ИСОГД, включая графическую часть. Это имеет решающее значение для стоимости создания и ведения ИСОГД в целом, т. к. позволяет использовать на рабочих местах вместо полноценных компьютеров «тонкие клиенты» на базе терминальных решений с терминальными станциями или компьютерами типа Nettop, что экономит значительные средства на «железе», на обслуживании компьютеров, на безопасности (ограниченный перечень действий сотрудников), на программном обеспечении, на обучении сотрудников.

На рис. 4. показано условное представление веб-портала для различных решений: определение размещения участка или объекта с учетом ограничений и зонирования по правилам землепользования и застройки. Естественно, можно получить информацию по документам, включая их сканированный вид или доступ к ним через текстовые и табличные редакторы. Отдельно рассмотрим возможность использования топографических планшетов. И на веб-портале, и в ГИС приложении они используются как подложка на правах выкопировки. Каждый сотрудник или внешние пользователи в отделах Администрации заказывают выкопировки на конкретные участки. На основании заявки отдел ведения ИСОГД размещает электронные представление планшетов на портал или в ГИС. Осуществляется это за минуты путем перемещения растровых файлов в специальный раздел на компьютере без доступа пользователей к этому разделу, где их хранение не превышает 10 дней (по истечению срока хранения растры удаляются). Количество планшетов, одновременно доступных по заявке, по площади не превышает ограничений, определяемых законом о гостайне. Кроме этого, масштаб, с которого включается возможность просмотра планшетов, ограничивается предельным значением по критерию размера видимой с экрана площади. Например, планшеты масштаба 1:500 можно наблюдать только с масштаба изображения на экране 1:1500 и крупнее. Такой подход обеспечивает ограничения на использование планшетов и резко экономит временные затраты на их подготовку. Наличие возможности показа других объектов ИСОГД поверх изображения планшетов значительно увеличивает информативность работы с ними. Наличие инструментов ГИС на веб-портале (измерение расстояний, площадей, определение пересечений, определение охвата объектов по радиусу или расстоянию от точечных и линейных объектов, поиск и т.д.) позволяют значительно повысить производительность работы сотрудников.

Рис. 4. Пример веб-портала с выкопировками

Реализованное решение обладает обязательной для ИС масштабируемостью. Источником сведений для ИСОГД кроме документов УАГ являются документы других подразделений Администрации и других ведомств, базы которых могут обмениваться сведениями в расширенной системе (Рис. 5, 6).

Рис.5. Схема взаимодействий ИСОГД

Отдельно следует остановиться на задачах модуля 2. 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 обработке специализированным ПО. 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 различные зонирования и решать задачи определения:
- зон лесов и лесопарков;
- зон водных объектов и зон болот;
- «зеленых» зон (луга, газоны, сельскохозяйственные угодья);
- состояния и тип транспортных магистралей и коридоров;
- состояния зеленых насаждений, их тип;
- зон застроенных территорий (жилые и промышленные);
- зон коммуникаций;
- рельефа местности;
- размеров и качества загрязнения поверхности, водных и воздушных акваторий;
- зон, требующих мероприятий по восстановлению (для выделения этого типа зон по данным зондирования Земли требуется использование снимков с наличием видимого, ультрафиолетового, инфракрасного и радиодиапазонов);
- мониторинг карстовых явлений (проводится по разновременным снимкам путем определения вертикальных смещений точек поверхности территории города с сантиметровой точностью).

Рис.6. Схема обмена с внешними пользователями

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 данных зондирования Земли. Для эффективного использования снимка и ПО при его обработке желательно его совместное использование другими подразделениями Администрации и ведомствами: экологи, МЧС, транспортные структуры, благоустройство, лесоустройство и пр.

Таким образом, в городе создано ИСОГД с максимально возможным сохранением привычных для сотрудников технологий. Дальнейшее развитие будет определяться интересами других подразделений Администрации и развитием программы электронных услуг. Разработанное решение позволяет с оптимизмом смотреть на возможности развития системы и решения задач, которые ставит перед Архитектурой развитие экономики страны и нормативной базы.

Уровень разработки ИСОГД достойно оценен на разных уровнях. Опубликованы несколько статей в журналах всероссийского уровня. Система получила диплом 3-й степени на областном конкурсе информационных систем городов и районов Нижегородской области в 2009 г. Система оценена дипломом 1-й степени на международной конференции «Космическая съемка – на пике высоких технологий» в 2010 г. В настоящее время материалы включены в сборник лучших мировых разработок с применением программных продуктов компании «Bentley Systems»и номинированы на участие в финальном конкурсе в 2011 г.