Единая геоинформационная система – ключевой компонент цифрового развития регионов

О том, почему сегодня эта тема столь актуальна, и какие существуют препятствия на пути ее развития, рассказывает генеральный директор АО «Кадастрсъемка» Игорь Кошечкин. Компания из Иркутска четверть века успешно выполняет топографо-геодезические работы и комплексные инженерные изыскания на сложных инфраструктурных объектах Сибири и Дальнего Востока.

Геоинформация – это то, что нас окружает

Термин «геопространственные данные» в повседневной жизни мы применяем нечасто. Однако мы пользуемся ими ежедневно, сами того не замечая. Геоинформационные системы (ГИС), основу которых составляют геопространственные данные,  помогают решать ряд важных задач — от определения оптимального маршрута до анализа проблем экологии и перенаселения. При этом доступность программных средств позволяет модифицировать эти системы под самые разные задачи.

Каждый, у кого есть смартфон, компьютер, автомобиль, является активным пользователем геопространственных данных. К примеру, вызывая такси, сегодня нам вовсе не обязательно указывать адрес, как это было еще 10 лет назад, – приложение автоматически определяет позицию и подсказывает, где находятся ближайшие машины. Планируя, как быстрее добраться до работы, мы опираемся на онлайн-информацию о пробках. Выбирая недвижимость, изучаем варианты в интересующем нас районе. Оказавшись в незнакомом городе, без труда находим кратчайший маршрут к нужному зданию.

Последние 20 лет практика создания национальных инфраструктур пространственных данных получила широкое распространение в мире. Подсчитано, что их глобальная экономическая ценность составляет порядка 0,2% мирового ВВП. Геопространственные данные для целого спектра различных задач используют государственные органы, а также бизнес и общество. Согласно оценкам, более 70% всех управленческих решений связаны с использованием информации и знаний о территориях, а развитие геоинформации признано ООН одной из приоритетных общемировых задач на ближайшие годы.

С помощью ГИС можно сравнивать и противопоставлять много разных типов информации. Системы могут включать данные о людях: численность, плотность, доход, возраст, уровень образования. Они могут также объединять информацию о ландшафте, например, о местонахождении водоемов, различных видах растительности и почвах. ГИС могут включать данные о местонахождении заводов, ферм и школ, ливневых канализаций, дорог, линий электропередач.

Вот лишь краткий список направлений, эффективность которых можно существенно повысить, используя геопространственную информацию:

- Городское планирование. ГИС позволяют управлять городом как единым комплексом и эффективно решать задачи по его развитию.

- Управление земельными ресурсами, планирование землепользования. ГИС помогают решать проблемы составления кадастров, классификационных карт, определение площадей участков и границ между ними, служат надежной доказательной базой в территориальных спорах.

- Строительство и развитие инфраструктуры. На основе геоинформации можно создать модель реконструкции города с учетом оптимального взаимного расположения жилых домов, социальных учреждений, автодорог и коммуникаций.

- Защита окружающей среды. Геоинформация служит основой анализа воздействия техногенных объектов на экологию, изменения климата, помогает планировать расположение полигонов ТБО.

- Сельское хозяйство. Используя ГИС, можно спрогнозировать урожайность и темпы увеличения производства сельскохозяйственной продукции, провести инвентаризацию земель, внедрить беспилотные технологии в обработку полей.

- Предупреждение и ликвидация ЧС. Опираясь на имеющиеся геопространственные данные и поступающую онлайн-информацию, можно спланировать количество сил и средств, оценить возможные риски, снизить время реагирования экстренных служб.

ГИС сегодня незаменимы в таких сферах, как оборона и нацбезопасность; развитие беспилотных технологий; управление лесами, недрами, водными ресурсами; навигация; туризм; здравоохранение и образование.

Несмотря на имеющиеся технические и интеллектуальные возможности для прорыва в этой отрасли, сегодня в России она развивается крайне неравномерно. Есть регионы-передовики, чьи геоинформационные системы планомерно внедрялись на протяжении нескольких лет.  Однако значительная часть субъектов РФ до сих пор не имеет единых региональных ресурсов с актуальной и верифицированной геоинформацией. В созданных региональных ГИС зачастую данные разрознены, нелегитимны, получены разными методами, фигурируют в разных системах координат, заданы с различной точностью, форматом и структурой или подкреплены взаимно противоречивыми технологическими и нормативными актами.

На уровне муниципалитетов дела обстоят еще хуже: порой в распоряжении глав администраций имеется только бумажный картографический материал многолетней давности. Это не только не отвечает требованиям современности, но и приводит к запоздалым и неэффективным решениям в тех моментах, когда действовать необходимо безотлагательно, быстро и всесторонне оценивая ситуацию. При этом вина за принятие несвоевременных и неверных решений ложится на ответственных лиц.

«Геопортал» - ГИС в едином координатном и картографическом пространстве

Учитывая темпы цифрового развития, считаем, что создание ГИС необходимо осуществлять в едином координатном и картографическом пространстве, с возможностью мгновенного обмена информацией между различными ведомствами. По нашей задумке, это должен быть максимально простой и демократичный инструмент, способный оперативно (в идеале – в режиме онлайн), эффективно и безопасно предоставлять доступ к широкому и настраиваемому набору пространственных данных.

Запуск нашего проекта «Геопортал» состоялся в 2018 году. При этом первым – и одновременно важнейшим – этапом в трудоемком процессе создания нашего «Геопортала» стало приведение всех координат к единой, однородной по точности системе. Мы создали опору, создали топографию, и уже от топографии перешли к созданию ГИС.

«Геопортал» стабильно работает в любом браузере, имеет удобные инструменты редактирования, способен быстро работать с крупными объемами векторных и растровых карт, позволяет мгновенно пересчитывать координаты из общедоступных в местные системы координат. К нему можно подключать любые информационные слои, будь то информация об объекте, карта подземных коммуникаций, видео с камеры наблюдения, звуковые файлы и так далее. Здесь мы ограничены только пожеланиями и возможностями заказчика. Пользователь по своему усмотрению может группировать слои, изменять их порядок и прозрачность. Все возникающие вопросы оперативно решает наша техническая поддержка.

На сегодня мы создали более 10 геопортальных решений для наших клиентов: в числе пользователей нашей ГИС профильные региональные ведомства, администрации муниципалитетов, кураторы особо охраняемых природных территорий, крупные промышленные компании. Все объекты в «Геопортале» имеют жесткую координатную привязку. Для этого мы проводим большую предварительную работу, используя опыт, накопленный за годы работы в геодезии. Для создания геоданных применяем высокоточные лазерные сканеры как наземные, так и воздушные.

Основа для внедрения геоинформационных технологий

Если создание «Геопортала» сравнить с возведением дома, то формирование единого координатного пространства – это подготовка надежного и прочного фундамента, без которого ни одно здание не прослужит долго, каким бы красивым оно ни выглядело снаружи. И в процессе создания этой важнейшей составляющей сегодня есть масса нерешенных вопросов.

Основной проблемой является точность и согласованность исходных пунктов государственной геодезической сети (ГГС) в местных системах координат (МСК). Чтобы локализовать крупные протяженные объекты в МСК, приходится разбивать сеть на несколько частей. В частности, в ходе работ на одном из гидротехнических объектов Красноярского края мы столкнулись с ситуацией, когда рассогласование исходных пунктов в МСК на расстоянии всего 350 километров доходила до полутора метров в плане.

Реализуя сложные проекты, мы приняли у себя единую методику создания опорных геодезических сетей с использованием спутниковых технологий. В качестве основы используем пункты фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС), отвечающей современным требованиям по точности. В каркасную сеть из пунктов ФАГС включаем пункты ГГС. Далее рассчитываем параметры перехода от ГСК-2011 к МСК и Балтийской системе высот, учитывая систематические локальные деформации сети исходных пунктов ГГС и смягчая тем самым неоднородность и рассогласованности исходной информации в МСК.

К примеру, на нашем проекте по созданию единой каркасной сети для линейного объекта топливно-энергетического комплекса протяженностью порядка 1150 километров по Красноярскому краю, Иркутской области и Республике Бурятия за основу мы использовали 6 пунктов ФАГС. Для повышения жесткости и точности сети включили пункты постоянно действующих базовых станций коммерческих фирм, 2 пункта IGS и 1 пункт CORS, расположенный на территории Республики Монголия. Благодаря этому создали сеть с точностью планово-высотного положения пунктов сети до 5 миллиметров в плане и до 20 миллиметров по высоте.

На данный момент в России насчитывается чуть более 100 пунктов ФАГС, и в случае их увеличения хотя бы до 300 с привязкой к государственной системе координат 2011 года (ГСК-2011), мы будем иметь жесткую геодезическую основу на всей территории страны.

Актуальна задача создания МСК на основе ГСК-2011, в первую очередь для ведения кадастра объектов недвижимости в субъектах РФ. Перевычисление геопространственных данных из морально устаревшей МСК, созданной на базе СК-42, в новые МСК на основе ГСК-2011 – сложная задача, в первую очередь организационно-технического характера, но она решаема.

В нашей стране сильная геодезическая школа, есть опытные специалисты, знающие, как привести координаты к единому и однородно-точному пространству. Однако сегодня отрасль страдает от недофинансирования, нехватки квалифицированных работников, несовершенства методологии и нормативной базы, неупорядоченности в области программного обеспечения и отсутствия современного отечественного оборудования.

Эти и другие проблемы мы регулярно обсуждаем в рамках отраслевых конференций, встреч с коллегами и представителями регулирующих ведомств. Хорошо, что государство понимает важность этого направления, но действовать нужно быстро, так как мир не стоит на месте: государственные программы по развитию общенациональных геоинформационных систем уже работают во многих развитых странах. Если мы хотим в будущем иметь качественную базу для развития цифровых и беспилотных технологий, робототехники, анализа, ТИМ-моделирования, прогнозирования ситуаций, сегодня нужно крайне серьезно озаботиться озвученными выше вопросами. Для качественного поступательного развития остро необходимы ресурсы, консолидация всего профессионального сообщества и совершенствование законодательства.

Валерий Панов

Этот материал опубликован в ноябрьском  номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать по ссылке: https://www.ancb.ru/files/pdf/pc/Otraslevoy_zhurnal_Stroitelstvo_-_2023_god_12_2023_pc.pdf