Геоинформационные технологии и информационная поддержка принятия решений в органах исполнительной власти Республики Башкортостан

0

И. У. Ямалов, С. В. Павлов, О. А. Ефремова

На сегодняшний день в Российской Федерации создается много различных информационных систем поддержки принятия решений по управлению регионами. Так как в процессе обеспечения информационной поддержки принятия решений одним из основных видов обрабатываемой информации является пространственная информация, построение такого рода систем осуществляется на базе современных ГИС-технологий. Примером могут служить геоинформационные системы (ГИС) Республики Татарстан, Республики Алтай, геопорталы Воронежской, Самарской и Кировской областей. С учетом передовых тенденций в разработке и применении ГИС-технологий, в Республике Башкортостан начались работы по созданию геоинформационной системы органов исполнительной власти (ГИС ОИВ РБ), призванной обеспечить информационную поддержку принятия решений по управлению республикой.

В процессе принятия решений по управлению Республикой Башкортостан используются цифровые карты территории республики, городов, населенных пунктов и специализированных объектов различных масштабов. Помимо карт местности, органы исполнительной власти работают с трехмерными моделями объектов, космическими снимками, планами объектов, ортофотопланами и цифровыми моделями рельефа и местности.

В республике разработана и принята Правительством Концепция геоинформационной системы органов исполнительной власти Республики Башкортостан [1], в соответствии с которой началась поэтапная разработка системы, призванной осуществлять:

  • совместное использование информационных ресурсов, в том числе космических и авиационных снимков, создание и внедрение специализированных и интегрированных баз первичной информации, создание единой системы классификации и кодирования информации (в том числе пространственной);
  • организацию распределенной системы сбора и хранения пространственной информации, ведение аналитической работы с первичными и агрегированными данными;
  • пространственный и статистический анализ данных (поиск объектов по пространственным и семантическим данным, анализ информации путем выбора объектов на основе их близости к другим объектам, статистический анализ данных, связанных с тематическими картографическими слоями и др.);
  • создание системы классификации информации об объектах и территориях по предметным областям, функциональным направлениям использования, уровням административно-территориального деления и другим признакам.

ГИС ОИВ РБ призвана обеспечить поддержку принятия решений трех типов пользователей (рис. 1). Первый тип ― пользователи, работающие с данными и сервисами посредством стандартного веб-браузера, в том числе при помощи мобильных устройств (без установки специального программного и технического обеспечения). Второй тип ― пользователи, для которых посредством программного и технического обеспечения системы обеспечивается возможность решать задачи, связанные с обработкой пространственных данных, при этом собственные пространственные данные размещаются на сервере ГИС ОИВ РБ. И третий тип ― это пользователи, имеющие собственную ГИС: программное и техническое обеспечение, специализированные пространственные данные. Данный тип пользователей имеет возможность использовать сервисы и пространственные данные системы, а также предоставлять свои пространственные данные и сервисы через ГИС ОИВ РБ другим пользователям.

ris_1_web
Рис. 1. Основные типы пользователей ГИС ОИВ РБ

 

Как следует из типов возможных пользователей системы, существует три вида пространственной информации, интеграция которых должна быть организована в ГИС ОИВ РБ [2]:

  • базовая пространственная информация о территории республики, расположенная непосредственно в хранилище ГИС ОИВ РБ;
  • специализированная пространственная информация, расположенная в собственных геоинформационных системах органов исполнительной власти;
  • специализированная пространственная информация, создаваемая средствами системы и находящаяся непосредственно в хранилище ГИС ОИВ РБ.

В соответствии с определенными видами возможных пользователей, имеющимися в их распоряжении пространственными данными и программным обеспечением, а также основными функциями системы, предложена структура ГИС, которая включает четыре основных блока (рис. 2):

  1. блок пользователей — специалисты органов исполнительной власти, граждане и администратор системы;
  2. основной блок, включающий в себя интерфейсы пользователей (для решения функциональных задач специалистов органов исполнительной власти, для работы с базовыми и специализированными пространственными данными в информационно-справочном режиме, для работы с метаданными), а также интерфейс подключения специализированных (тематических) пространственных данных органов исполнительной власти;
  3. блок специализированных (тематических) ГИС отдельных органов исполнительной власти, ведомств и предприятий республики;
  4. универсальное хранилище информации, которое включает в себя базовые пространственные данные, специализированные (тематические) пространственные данные органов исполнительной власти и метаданные.
ris_2_web
Рис. 2. Логическая структура ГИС ОИВ РБ

 

На основе анализа пространственной и атрибутивной информации, необходимой органам исполнительной власти республики в процессе их деятельности, предложена обобщенная информационная модель предметной области, представленная на рис. 3.

ris_3_web
Рис. 3. Обобщенная структура информационной модели процесса поддержки принятия решений ОИВ РБ

 

В качестве топографической основы территории республики на сервере размещена базовая пространственная информация, в состав которой включена карта территории Башкортостана масштаба 1:100 000, содержащая:

  • политико-административное деление;
  • населенные пункты;
  • автодороги;
  • железные дороги;
  • растительность;
  • водные объекты;
  • зоны затопления территории республики в период весеннего половодья;
  • изолинии и отметки высот.

На первом этапе разработки системы в состав ГИС ОИВ РБ включены специализированные (тематические) пространственные данные двух органов исполнительной власти республики (рис. 4):

  1. Министерства связи и массовых коммуникаций Республики Башкортостан, которым предоставлены пространственные и атрибутивные данные об объектах связи:
  • радиовещательные передатчики;
  • телевизионные передатчики;
  • базовые станции сотовых операторов связи.
  1. Министерства природопользования и экологии Республики Башкортостан, которым предоставлена информация о следующих объектах:
  • особо охраняемые природные территории;
  • объекты размещения отходов.
ris_4_web
Рис. 4. Интеграция данных в ГИС ОИВ РБ

 

Интеграция всех вышеперечисленных видов пространственной информации в ГИС ОИВ РБ осуществлена с использованием технологии на базе сервис-ориентированной архитектуры, что позволило обеспечить интеграцию пространственной информации из различных неоднородных источников в единую информационную систему, а также обеспечило обработку этой информации единым унифицированным способом ― посредством сервисов геообработки и веб-сервисов. В соответствии с предложенной технологией интеграции была разработана сервис-ориентированная архитектура системы (рис. 5), которая позволила интегрировать все три вида пространственной информации в единую ГИС [1].

ris_5_web
Рис. 5. Архитектура ГИС ОИВ РБ

 

Пользователям ГИС ОИВ РБ предоставлена возможность решения широкого круга задач по использованию пространственных данных. Первый класс задач — информационно-справочные задачи, которые позволяют осуществлять стандартные функции управления электронной картой, навигацию и поиск, отображение характеристик объекта или группы объектов карты, а также построение сложных запросов по нескольким характеристикам. Второй класс составляют функциональные задачи специалистов органов исполнительной власти: моделирование природных и техногенных процессов и явлений, построение маршрутов, оптимизация расположения специализированных объектов, построение различных видов аналитической отчетности и др.

Третий класс образуют задачи совместного использования данных внешних пространственных ресурсов — OpenStreetMap, публичной кадастровой карты РФ, космических снимков и др. На рис. 6 представлен пример интерфейсного окна системы по управлению отображаемыми на электронной карте ресурсами.

ris_6_web
Рис. 6. ГИС ОИВ

 

В качестве примера реализации одной из функциональных задач специалистов ОИВ республики разработан алгоритм и реализован сервис моделирования зон затопления в период весеннего половодья. Пример расчета и построения зон затопления при поднятии уровня воды на гидропостах на 8 м представлен на рис. 7. На последующих этапах разработки ГИС ОИВ РБ предполагается расширение круга реализуемых системой функциональных задач специалистов ОИВ республики.

ris_7_web
Рис. 7. Результат моделирования зоны затопления при подъеме уровня воды на 8 м

 

Разработанный прототип системы позволил:

  • сотрудникам органов исполнительной власти республики осуществлять работу с базовыми и специализированными пространственными данными, включенными в каталог ресурсов ГИС ОИВ РБ;
  • решать функциональные задачи специалистов органов исполнительной власти республики;
  • отработать основные методы и подходы к проектированию и реализации системы, которые позволят осуществить поэтапное подключение к ГИС ОИВ РБ других источников пространственной информации;
  • создать площадку для интеграции пространственных данных различных органов исполнительной власти республики в рамках единой системы, что в свою очередь обеспечит перевод процесса информационной поддержки принятия решений по управлению республикой на более качественный уровень

Список литературы:

  1. Концепция геоинформационной системы органов исполнительной власти Республики Башкортостан, одобренная распоряжением Правительства Республики Башкортостан от 1 августа 2011 года № 962–р.
  2. Ефремова О. А., Павлов А. С., Павлов С. В., Ямалов И. У. Геоинформационная система органов исполнительной власти Республики Башкортостан на основе технологии геопорталов // Межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2012, С. 13–21.
  3. Архитектура геоинформационной системы Республики
    Башкортостан // Бахтизин Р. Н., Павлов С. В., Ефремова О. А.,
    Павлов А. С. / Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем // Межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ, 2011, С. 66–73.