АНАЛИЗ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ

АНАЛИЗ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ СОЗДАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ОБЛАСТИ УЧЕТА ОБЪЕКТОВ
НЕДВИЖИМОСТИ
Специалисты одного из предприятий Роскартографии на основе анализа различных
применений ГИС разработали основные требования к ГИС крупной организации, интересы
которой распространяются на большую территорию. Данный анализ применим и для ГИС
органов государственной власти (ГИС ОГВ). Неучет приведенных требований при выборе
организацией того или иного продукта ведет к крупным ошибкам.
1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К РЕГИОНАЛЬНОЙ ГИС
ГИС должна быть развернута во многих организациях региона, и в каждой из
организаций на многих рабочих местах. Система должна иметь архитектуру
«клиент/сервер»
Если системное единство ГИС связано с большой территорией, то очевидно, что система
должна объединять десятки, а то и сотни организаций, а в них – сотни и тысячи
пользователей. Поэтому рассматривать варианты одномашинных ГИС-комплексов (а такие,
как правило, и используются сегодня), а также системы, не имеющие архитектуру
«клиент\сервер», бессмысленно. Одномашинные ГИС могут быть локализованы в отдельных
случаях, когда требуется проводить специфический анализ, методы которого не
представлены, например, в базовой ГИС, ориентированной на интеграцию информационных
ресурсов региона. Одномашинными ГИС являются MapInfo, ArcViev, к которым для решения
задач распределенности придется приобретать весьма дорогие серверные комплексы.
Например, сервер ArcInfo для одной сети стоит 29тыс.долл., плюс стоимость экземпляров
ArcView на каждое рабочее место и $4-5 тыс. годичного технического сопровождения на одну
установку сервера ГИС.
Максимальная «открытость» архитектуры ГИС
«Открытость» предполагает, что в ГИС штатно представлены механизмы обмена
данными с внешними системами на основе открытых форматов данных, и – что важно –
средства возможности расширения функций ГИС возможностями продвинутых
пользователей. При этом недостаточно наличие внутренних ограниченных языковых средств
в ГИС. Необходимо, чтобы ГИС предоставляли доступ к своим функциям и внутренним
данным из внешних программ, написанных другими разработчиками, на основе официально
поставляемого API разработчика. Распределенные и быстро развивающиеся системы должны
иметь возможность агрегироваться (интегрироваться) с другими разработками, которых есть и
будет много в разных предметных областях. Многие широкорекламируемые ГИС имеют
весьма скромные средства межпрограммного обмена.
1.
Полнофункциональность ГИС
Полнофункциональность предполагает, что в ГИС должны быть представлены все
основные функции, требующиеся от ГИС. Традиционные функции общеизвестны и в
настоящем документе не анализируются.
Наличие развитой системы прав доступа к картографическим и семантическим
данным
Это требование к ГИС чаще всего забывается лицами, делающими выбор в пользу той
или иной ГИС. И напрасно, поскольку развертывание такой ГИС в сети организации со
многими пользователями, а тем более, в сети, объединяющей несколько организаций, требует
обязательного разделения прав доступа к информации разными пользователями. Без
разделения прав доступа, каждый пользователь имеет возможность, - в результате ошибки ли,
мошенничества ли, «диверсии» ли, хулиганства, недовольства руководством и т.д., - изменять
любую информацию в базах картографических данных (раз они не защищены системой!), не
говоря о том, что большая часть картографической информации вообще имеет режимный
статус. Кроме того, учитывая, что эта информация попадает в выходные документы, имеющие
часто высокий юридический статус, отсутствие в системе прав доступа является
недопустимым для единой распределенной ГИС или даже ГИС в рамках организации. ГИС
ArcInfo, ArcView, MapInfo, GeoDraw и др. до сегодняшнего момента не имеют развитой
системы прав доступа к картографической информации.
Возможность автоматического учета работы пользователей системы
Базовая ГИС должна вести учет распечаток картографической информации на принтерах
информационной системы, сохраняя для контроля информацию о местоположении и размерах
распечатываемой территории, имя пользователя, дату распечатки и т.д. Важно, чтобы система
умела предоставлять уполномоченным лицам информацию о том, какой пользователь, какую
информацию на карте изменял и в рамках каких технологических процессов.
Для крупной информационной системы с сотнями и тысячами пользователей отсутствие
в ней средств учета их работы скрывает неправомерную работу с информацией некоторых
пользователей и не позволяет в случае юридических проблем выяснить всю цепочку действий
пользователей, приведших к ошибкам.
Строгая организация структуры цифровых картографических слоев
Излишняя свобода в вопросе построения системы картографических слоев и главное –
отсутствие топологических связей между объектами разных слоев – создает очень серьезные
проблемы для информационных технологических процессов с участием цифровой карты.
Кроме того, контролируемое создание системы цифровых слоев позволяет поддерживать
необходимый порядок в ГИС, где количество картографических слоев достигает нескольких
сотен и даже тысяч, т.к. каждая организация кроме слоев общего назначения (например,
топоосновы), будет наносить множество своих тематических слоев. Чтобы развитие системы
слоев не было хаотическим и не приводило к необходимости каждые два года полностью
реорганизовывать структуру данных системы, что равносильно почти полной переделке всей
системы.
Для дополнительной гибкости базовая ГИС должна иметь возможность строить новые
временные слои по запросу, что также отсутствует в большинстве ГИС.
Возможность установления всех необходимых топологических отношений между
объектами на цифровой карте в ГИС
Значимость поддержки системой технологии ведения всего спектра топологических
отношений между объектами столь велика, что без этих механизмов ГИС можно
рассматривать лишь как редактор карт, предназначенных для просмотра. Тогда как ГИС
предназначена не только для этого, а и в большой степени для анализа распределения
информации по территории и моделировании ситуаций и процессов с целью прогноза.
В частности, без межобъектных и межслойных топологических отношений невозможно
решать задачи моделирования (анализа и прогноза) развития сетевых систем, например,
моделирования процессов подачи инженерных ресурсов по инж. коммуникациям в разные
районы города, определение величин транспортных потоков и др.
2
Существование развитых реестровых и кадастровых программных систем,
работающих с ГИС на основе российской нормативной базы – земельного,
градостроительного, имущественного кадастров, реестров инженерных коммуникаций,
событий (аварий, чрезвычайных ситуаций) и т.п. Возможность организации слоев
территориальных зон с заданными регламентами использования территорий
Любая региональная ГИС – это система, которая кроме картографических
представлений территории должна иметь развитые взаимосвязанные структуры данных,
которые относятся к объектам, представляющим интерес для практически всех участников
ГИС. К таким объектам относятся:
 земельные участки и их части в объеме земельного кадастра;
 сервитуты (ограничения прав), накладываемые на объекты недвижимости;
 здания и помещения в объеме техпаспорта БТИ;
 территориальные зоны различного назначения с регламентами, установленными для
этих зон (градостроительный кадастр, экология, природопользование, лесное
хозяйство и др.);
 физические лица (население);
 юридические лица (организации);
 события на территории (аварии, ЧС, события информационного характера и др.);
 права физических и юридических лиц на земельные участки, здания, помещения;
 административно-территориальное деление территории, адресные реестры городов;
 документы;
 и др.
Если базовая ГИС - закрытая и для нее не создано развитых и интегрированных с
картографической информацией баз данных территориальных объектов, то создание их для
распределенной структуры потребует долгого создания. Нужно учитывать, что часто
поставщики ГИС (особенно зарубежных) сильно преувеличивают развитость таких
разработок на основе их ГИС, поэтому нужно более серьезное, чем одни слова,
доказательство существования таких комплексов, используемых в практике российских
городов и областей. Авторам анализа не удалось по достаточно обширной литературе и
материалам российских конференций найти информацию о развитых многопользовательских
кадастровых системах на базе комплекса ArcInfo (ArcView). Для ГИС MapInfo существует
ограниченный «кадастровый офис» (для земельного кадастра), однако, это даже не сетевой
комплекс. Единственная ГИС, для которой существуют несколько развитых кадастровых
систем (земельный, градостроительный, имущественный кадастры) является ГИС «ИнГЕО».
Эти системы развернуты во всех 21 городах Башкортостана (50 сетевых установок) и активно
приобретаются сегодня другими городами России (более 400 сетевых установок в России и
странах СНГ).
Удобство работы с большим количеством слоев
Базовая ГИС будет содержать в себе сотни и даже тысячи картографических слоев.
Работа с ними должна предполагать удобный интерфейс, ориентированный на
манипулирование таким большим количеством классифицированной информации. Данное
требование естественно, но, к сожалению, большинство ГИС на рынке не имеют удобного
интерфейса для работы с большими списками слоев, не имеют средств для их организации.
Хранение картографической и семантической информации на SQL-сервере
Данное требование – стандарт для развитых сетевых ГИС. Работа ГИС с самобытными
базами данных или форматами, отличными от SQL ведет к низкой надежности системы.
3
Возможность встраивания ГИС-ядра во внешние программные системы,
разработанные местными разработчиками
Данное требование является крайне привлекательным, поскольку позволяет местным
разработчикам, встраивать ядро ГИС в свои разработки, формируя для нее свои
специализированные интерфейсы с другим – нежели в базовой ГИС - набором функций. Ни
одна базовая ГИС не сможет охватить весь спектр требований к ее функциональному
наполнению. Поэтому требование, например, существования OCX-компоненты c полным
набором функций ядра, в совокупности с требованием программной открытости ГИС,
является крайне важным для базовой ГИС.
2.
Существование в избираемой ГИС подсистем, обеспечивающих
публикацию цифровых карт в Интернет (для открытой информации) или в
среде Интранет-технологий в рамках закрытых каналов связи – для
режимной или конфиденциальной информации
В распределенной ГИС, работающей на крупную организацию, а тем более на много
организаций, функционирующих на большой территории, присутствует большое количество
пользователей, которые имеют право доступа к данным ГИС только на чтение (с запретом
редактирования картографической информации в полнофункциональном режиме). Кроме
того, существует значительный контингент потенциальных пользователей из населения,
имеющих доступ к Интернет и для которых какая-то часть информации с точки зрения власти
могла бы или даже должна быть доступна в информационных целях. В таком случае очень
важно, чтобы базовая ГИС имела средства публикации карт в сети Интернет. Большинство
развитых ГИС имеют сегодня такие расширения.
Наличие механизмов, обеспечивающих возможность осуществления
распределенного дежурства цифровых топопланов во многих организациях региона и
слияние их в единую базу картографических данных – для тех организаций, которые не
имеют возможности выходить во внешние телекоммуникационные сети
Далеко не все организации, которые должны будут работать в рамках распределенной
ГИС, имеют возможность выхода во внешние каналы связи. Для таких организаций ГИС
должна предоставлять механизмы переноса отредактированных ею данных на центральный
сервер системы.
Общие затраты на администрирование ГИС в организации
Затраты на администрирование сложных систем могут составлять весьма существенную
долю ежегодных затрат на поддержание функционирования системы. Особенно этим
«грешат» зарубежные ГИС, требующие для администрирования сетевых комплексов ГИС
очень высокой квалификации специалистов. Для распределенной ГИС, устанавливаемой в
десятках и сотнях организаций затраты на администрирование для сложных вариантов
решения могут достигать $6-10тыс. в месяц на одну организацию только на
администрирование ГИС. Для мелких городов, где всегда имеет место дефицит
квалифицированных кадров в области ГИС, проблема администрирования сложных
комплексов вообще может быть неразрешима.
Простота создания сложных условных обозначений по российским стандартам с
визуализацией на экране и на распечатках
Данный пункт очень важен, поскольку ГИС будет использоваться отечественными
организациями, для которых соблюдение стандартов является обязательным требованием.
4
Многие ГИС с известными именами вынуждены оформлять экранное представление карт
весьма бедно, поскольку это резко снижает скорость работы системы при работе с картой.
Авторам анализа известна только одна ГИС, которая может быстро отображать карту по
российским стандартам, причем одинаково хорошо как на экране так и на распечатках. Это –
отечественная ГИС «ИнГЕО».
Существование необходимого набора цифровых карт Челябинской области,
городов и районов, представленных в формате базовой ГИС
Никакая – даже очень хорошая ГИС – не сможет работать без данных. Поэтому
проблема существования и постоянного обновления цифровой картографической информации
на область, районы и населенные пункты является одной из важнейших для ГИС. Без
достоверных данных решения на основе ГИС могут быть ошибочными. Государством
установлено, что поставка картографической информации может осуществляться только
лицензированными организациями. Выдача лицензий на проведение топографо-геодезических
работ и получение цифровой топоосновы для ГИС осуществляется Роскартографией.
Предприятия Роскартографии по умолчанию обладают такой лицензией.
Распространенность
Желательна определенная распространенность в России той ГИС, которая претендует на
статус базовой для ГИС. Это является подтверждением того факта, что ГИС работает без
присутствия разработчиков, и работа ее обладает достаточной надежностью. Из
отечественных ГИС только три относительно хорошо распространены.
Реализация серьезных пожеланий пользователей по развитию ядра системы и
исправлению существующих ошибок
Для постоянно развивающейся большой системы, охватывающей в рамках разнородной
задачи большое количество предметных областей, требуется возможность направленного
развития ядра ГИС и исправление ошибок, которые всегда есть в любых системах.
Зарубежные коллективы либо не будут это делать по требованию российских пользователей
(вследствие малой доли их в общем числе мировых пользователей), либо это будет
предлагаться за гигантские суммы (причем уходящие из страны). Для отечественных
разработчиков, тем более близких к предприятиям Роскартографии) выполнимость
предложений является безпроблемной, и суммы – не менее, чем в 50-100 раз меньшие.
Стоимость базовых комплектов ГИС для крупных организаций
Поскольку базовая ГИС должна быть установлена на очень большом количестве
рабочих мест во многих организациях региона, стоимость ее играет одну из важнейших ролей.
Использование для целей зарубежных ГИС является весьма проблематичным вследствие их
очень высокой стоимости в ранге сетевых комплексов. По сравнению с отечественными ГИС
стоимость зарубежных ГИС-серверов и ценовая политика относительно клиентских мест
столь высока (в 15-20 раз по сравнению с отечественными), что использование их в задаче
ГИС крупной организации не представляется возможным. Хотя, - повторимся, - не
исключается их применение в рамках отдельных комплексов.
Страна-производитель ГИС-технологии. Проблемы защиты картографической
информации
Учитывая дух и букву доктрины информационной безопасности России, подписанной
Путиным В.В. в 2000 году, применение зарубежной ГИС в качестве базовой ГИС органов
5
государственной власти видится маловероятной. Тем более, что ни одна высокоразвитая
страна мира не позволяет себе применять в качестве основы государственного управления
ГИС иностранного производства. Это связано со снижением уровня защиты информации, т.к.
доступ к внутренним данным системы может быть организован, минуя объявленный
механизм защиты информации. Тем более, что, как уже говорилось выше, большинство
зарубежных коммерческих ГИС вообще не имеют системы прав доступа к картографической
информации.
В экономическом аспекте приобретение зарубежных ГИС в случае, когда отечественный
продукт не уступает по основным возможностям зарубежным аналогам, является
экономически нецелесообразным, поскольку крупные денежные ресурсы уходят не только из
региона, но и из страны. Для единой ГИС субъекта федерации размеры финансов будут очень
велики – до нескольких десятков миллионов долларов.
2. АНАЛИЗ ГИС, ИМЕЮЩИХСЯ НА РЫНКЕ РОССИИ ФУНКЦИИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ГИС КРУПНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
Для анализа были выбраны три наиболее развитых ГИС, представленных на рынке
России. Распространенность их достаточно высокая. Нужно только отметить, что ввиду
дороговизны американские ГИС ArcInfo(ArcView) и MapInfo мало где используются в
вариантах сетевых комплексов, развернутых на многих рабочих местах. В отличие от них
ГИС «ИнГЕО», выпускаемая только в сетевом варианте (хотя может работать и на одной
машине), наоборот используется в российских организациях много чаще именно как сетевой
многопользовательский комплекс.
Другие ГИС рассматривались при подготовке аналитического материала, но ввиду
серьезных недостатков или отсутствия важнейших функций, были исключены на начальных
стадиях анализа.
3. ВЫВОДЫ
По совокупности удовлетворяемым требованиям с хорошим запасом лидирует
отечественная
ГИС
«ИнГЕО»,
обеспечивающая
самое
высокое
отношение
«функциональность/стоимость», причем эта ГИС удовлетворяет всем важнейшим
требованиям. Удовлетворение этой системой основным требованиям ГИС ОГВ не случайно,
поскольку «ИнГЕО» разрабатывалась с 1996 года специально по заданию органов власти.
Распространенность ее по России составляет более 300 организаций. Она является базовой
для системы Госкомзема и Минстроя Республики Башкортостан, наиболее широко
распространена на Урале и в Поволжье в органах власти, земельных комитетах, управлениях
градостроительства, инженерных предприятиях. Из крупных заводов с этой ГИС работают
АвтоВАЗ (г.Тольятти), Магнитогорский металлургический комбинат (г.Магнитогорск), 5
нефтеперерабатывающих заводов Башкортостана, АО «Апатиты» (г.Апатиты) и другие
крупнейшие заводы, преимущественно уральские. ГИС «ИнГЕО» хорошо развивается и без
сомнения области применения ее будут продолжать расширяться.
Поэтому в качестве базовой ГИС для органов государственной власти
Челябинской области рекомендуется использовать ГИС «ИнГЕО», разработчик - Центр
системных исследований «Интегро», г.Уфа (www.integro.ru).
6