Проблемы использования информационных систем в территориальном планировании в Республике Саха (Якутия). Проблемы использования информационных систем. Проблемы использования информационных систем, применяемых в управлении территориями Республики Саха (Якутия)
 Скачать 30.16 Kb.
|
|
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Арктический государственный агротехнический университет» Кафедра землеустройства и ландшафтная архитектура РЕФЕРАТ по дисциплине «Современные проблемы землеустройства и кадастров» на тему: Проблемы использования информационных систем, применяемых в управлении территориями Республики Саха (Якутия) Студент 1 курса Группа gЗем(z)-22 А.М. Майоров Научный руководитель, ст. преподаватель И.И. Ефремова Якутск, 2023 Содержание
Введение Республика Саха (Якутия) имеет обширные территории, удаленные от федерального центра, экстремальные природные условия, которые снижают темп технического прогресса, и затрудняют выполнение требований законодательства РФ в области ведения информационных систем. Для комплексного решения большинства проблем, требуется внедрение третьего субъектного уровня информационного обеспечения градостроительной деятельности. Также для полноценного функционирования геоинформационных технологий необходимо обеспечить возможность внесения изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации. ГИС-технологии – это быстрый и эффективный подход к осуществлению анализа проблем наводнений и применению автоматизации процедуры прогноза, что особенно актуально для территории Республика Саха (Якутия). Отставание по внедрению пространственных данных в Республике Саха (Якутия) Развитие информационных систем относится к социально значимым задачам Республики. Одной из задач для создания условий роста инвестиционного потенциала территорий Республики, повышения эффективности градостроительных решений в муниципальных образованиях, прозрачности деятельности органов власти, сокращения коррупционных возможностей, являются информационные системы пространственных данных. Согласно Градостроительному кодексу РФ все муниципальные районы и городские округа должны вести информационные системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД). ИСОГД должны содержать сведения из документов территориального планирования, правил землепользования и застройки, цифровых топографических карт и иных документов, утвержденных органами федеральной и региональной власти, а также непосредственно органами местного самоуправления. В отличие от других субъектов республика Саха (Якутия) отстает по внедрению пространственных данных в Федеральную государственную информационную систему территориального планирования (ФГИС ТП), что было предусмотрено Федеральным законом от 9 марта 2011 года «О внесении изменений в градостроительный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части вопросов территориального планирования». На данном этапе развития республики, исходя из нынешнего состояния обеспеченности муниципальных районов и округов кадрами и техническим оснащением, ведение ИСОГД весьма проблематично для многих районов, в особенности северных. Насыщение ИСОГД пространственными данными и их обновление, а также своевременное документирование сведений является основной проблемой из-за острой нехватки специализированных кадров на месте. ВУЗы республики готовят специалистов по земельным кадастрам, однако их преимущественное количество не желают переезжать в отдаленные районы из-за неблагоприятных условий проживания. Также в этих районах Республики сеть «Интернет» может функционировать на достаточном уровне для ведения информационных систем только с началом активных работ по внедрению спутниковой связи. Из-за вышеуказанных проблем, ИСОГД ведется только в административном центре республики - ГО «Город Якутск». Остальные муниципальные районы разрабатывают документы территориальной планировки на «бумаге», без ведения пространственных данных. Опыт республики и других регионов Сегодня, как показывает опыт республики и других регионов, Россия тяготеет к внедрению трехуровневой системы информационного взаимодействия в области градостроительной деятельности: согласно Градостроительному кодексу РФ – это федеральный (ФГИС ТП) и муниципальный (ИСОГД) уровни, а также необходимый третий уровень — субъектный. Для полноценного функционирования информационных систем как важнейшего ресурса инфокоммуникационной инфраструктуры республики необходимо, чтобы было активное информационное взаимодействие министерств и ведомств Республики Саха (Якутия) с использованием системы межведомственного электронного взаимодействия (СМЭВ). СМЭВ была разработана Министерством связи и массовых коммуникаций Российской Федерации в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 27 июля 2010 года № 210-ФЗ «Об организации предоставления государственных и муниципальных услуг». СМЭВ предназначена для исполнения Федерального закона №210-ФЗ от 27 июля 2010 г. «Об организации предоставления государственных и муниципальных услуг», согласно которому, государственная информационная система обеспечивает предоставление государственных и муниципальных услуг в электронной форме и взаимодействие по вопросам обмена документами и информацией, в том числе в электронной форме [3,4]. Другими словами, система межведомственного электронного взаимодействия - информационная система, которая позволяет федеральным, региональным и местным органам власти и прочим участникам СМЭВ обмениваться данными в электронном виде. Проблемы ГИС-сервисов в Республике Саха (Якутия) В последнее время наблюдается определенное внимание к тематическому картографированию в связи с проблематикой чрезвычайных ситуаций. Наибольшее число проблем сегодня связано с цифровым базовым картографированием, так как у республики отсутствуют средства для финансирования работ по принятой ранее схеме обновления (периодическое, полистное). Вместе с тем ничего не предпринимается для разработки новых схем обновления, учитывающих как изменившуюся экономическую ситуацию и степень хозяйственной активности на различных территориях, так и бурное развитие цифровых технологий. Несовершенство нормативной базы обязывает, с одной стороны, всех пользователей употреблять материалы государственных картографо-геодезических фондов, с другой стороны, не стимулирует организации – держатели фондов к поиску альтернативных источников обновления картографических данных. Кроме этого, серьезным сдерживающим фактором являются принятые в стране ограничения на точность определения координат (30 м) и отсутствие актуализированного цифрового картографического материала. Однако можно констатировать важные ограничения этого рынка, главное из которых – низкая доступность цифровых пространственных данных. Основные причины этого заключаются, во-первых, в существующем режим секретности. По оценке Роскартографии поддержание ограничительных грифов на пространственные данные составляет до 80-90 % стоимости геоинформационных проектов. Небольшие фирмы не в состоянии содержать полноценные отделы, а для больших компаний это резко удорожает стоимость проектов. В результате существует значительный сектор «теневого» использования геоданных. Во-вторых, существующие нормативные подходы к пространственным данным. В настоящее время очевидна неэффективность и избыточность многих требований, так как эти подходы сформировались в эпоху традиционной картографии. Для цифровых геоданных существует два основных понятия: объектовый состав и точность измерений. Что касается объектового состава, то существует необходимость пересмотра понятия масштаба карт и планов. Кроме того, благодаря интеграции с базами данных, ГИС позволяют использовать реальные данные, имеющие разный правовой статус, степень актуальности и достоверности. Эти аспекты также не регламентированы. В-третьих, отсутствие развитой инфраструктуры открытых пространственных данных. В настоящее время невозможно выяснить, где, по какой стоимости, какого качества объема, в каких форматах можно приобрести цифровые карты. При этом необходима полный и объективный анализ потенциальных источников. Однако Роскартография с задачей предоставления через Интернет полноценной база метаданных не справляется. Необходим другой подход к выбору участников проекта и источников финансирования. По оценке самой Роскартографии, карты по всей территории России были оцифрованы за последние годы 4 раза, причем в различных форматах, несовместимых между собой. В-четвертых, отсутствие правовой регламентации использования ГИС и цифровых карт. Никак не регламентировано использование ГИС и цифровых карт в государственном управлении и в обмене данными между государственными, муниципальными и частными структурами. В результате, как было указано, внедрение цифровых технологий становится инициативным делом отдельных управленцев и сильно снижает инвестиционную привлекательность геоинформационных проектов. В настоящее время разрабатываются и внедряются геоинформационные системы, позволяющие оперативно обобщать материалы, полученные при геологоразведочных работах и выдавать информацию для научного анализа. Используя геоинформационную систему, можно ответить на многие вопросы: Что находится в…? Определяется место. Где это находится? Делается пространственный анализ. Что изменилось, начиная с…? Можно определить временные изменения на определенной площади. Какие пространственные структуры существуют? Применение ГИС-технологий для определения затопления в Республике Саха (Якутия) В Республике Саха (Якутия) ежегодно присутствует большая опасность подтопления территорий и наводнения, которые вызываются весенним снеготаянием, что обостряет экологическую ситуацию региона. Данные экстремальные явления являются одними из опаснейших стихийных бедствий, поскольку наносят республике огромный социально-экономический ущерб. В зоне затопления оказываются сельскохозяйственные и жилые объекты, а также объекты инженерно-технической инфраструктуры. Для ликвидации этих негативных последствий требуются огромные финансовые вложения. Одно из наиболее эффективных средств купирования последствий таких природных явлений – это система раннего предупреждения. Прогнозирование и моделирование гидрологических явлений может быть обеспечено применением новых IT-технологий, одними из которых являются геоинформационные технологии (ГИС-технологии), основанные на картографическом методе. В Республике Саха (Якутия) во время весеннего половодья происходит затопление территорий, прилежащих к поймам рек. Данная проблема актуальна для региона ежегодно, поскольку является следствием естественных природных процессов. Однако в прошлом году ситуация значительно обострилась: в республике в связи с данным явлением вводился режим чрезвычайной ситуации. Стратегические решения данной проблемы требуют внедрения и использования современных IT-технологий, а именно – ГИС-технологий, что обусловлено возможностями визуализации и географического анализа экстремальных гидрологических ситуаций, которые предоставляет электронная карта. На территории Республики Саха (Якутия) ГИС-технологии уже давно используются Государственным комитетом по геологии и недропользованию, научно-исследовательскими институтами. Однако до недавнего времени их применение присутствовало в процессе выявления закономерностей развития мерзлотных ландшафтов региона. Для диагностики же зон затопления на территории республики они применяются сравнительно недавно. При этом единая корпоративная информационная система по водным и водохозяйственным объектам на территории Республики Саха (Якутия), основанная на базе ГИС-технологий, находится в процессе своего создания. Обычно представляется, что прогнозирование наводнений связано с применением сложнейших аналитических процедур и обработкой больших массивов статистических данных. Действительно, для подобных прогнозов применяют графоаналитические методы (например, метод кривых добегания) и математические модели (например, модель формирования талого стока), которые позволяют давать достаточно точный прогноз, но на практике даже он может быть осложнен непредвиденным ухудшением погодных условий (аномальное количество осадков, экстремально низкие температуры и т.п.). Тогда первостепенным становится не прогнозирование наводнения, а оперативное моделирование движения воды и последствий подтоплений при развитии событий в реальном времени. Для моделирования речного наводнения требуется большое количество информации. Необходимо знать, что происходит в русле и на пойме в зоне разливов, но, прежде всего, условия формирования большой воды на всей площади водосбора. Для этого надо иметь сведения о множестве гидрологических характеристик: снегозапасы и интенсивность снеготаяния, зоны осадков и интенсивность ливней, влажность почвы и характеристики почвогрунтов, величины испарения, виды растительности, время добегания воды по склонам и в руслах и т.п. К тому же не разработана пока еще вполне обоснованная теория формирования речного стока. Тем не менее многие гидрологические прогнозы составляются и даже часто оправдываются. Для этого используют выявленные заранее региональные регрессии и эмпирические зависимости, основанные на учете одного или нескольких ведущих факторов, широко применяется метод аналогов. Исчерпывающим инструментарием для решения таких задач обладают ГИС-пакеты, которые обеспечивают сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных. Отличительной чертой подобных ГИС-пакетов от трудоемких методик математического моделирования является достаточно простое создание модели зон затопления. ГИС-технологии используются на этапе подготовки исходных данных для моделирования, а также при анализе результатов прогнозирования развития гидрологической обстановки на территории региона для определения потенциальных социальных и экономических последствий наводнений. Геоинформационная компонента интегральной микросхемы предназначена для: – сбора, хранения и графической визуализации пространственно-координированных данных и информации об объектах; – формирования картографических представлений результатов оценки территории по степени опасности затопления; – графического отображения результатов расчетов, выполненных моделирующими блоками; – управления геоинформационными объектами и слоями (публикации, группировки, доступа, отображения слоев и атрибутивной информации). Весь процесс анализа с использованием ГИС-технологий упрощенно можно разбить на три этапа: – подготовку данных; – моделирование зон затопления; – оценку последствий. С первым и третьим этапом справляются практически все ГИС-пакеты, то есть их возможностей вполне достаточно для этих функций, а вот моделирование затопления территорий чаще всего вызывает определенные трудности. Тем более что для прогнозирования речных подтоплений просто пересечение зеркала водной поверхности и рельефа не может полностью решить вопрос, так как для любой реки имеет место быть неравномерный гидравлический уклон и, следовательно, зеркало речной поверхности тоже должно быть в определенном виде наклонено. Вообще, на сегодняшний день используется два подхода к моделированию наводнения: геометрический и гидродинамический. Геометрический подход – определение границ водной поверхности посредством сопоставления наклонного уровня воды (уровень реки плюс уровень подъема воды) и высоты рельефа. Из этих границ формируется полигон зоны затопления и определяется его глубина. Однако данный подход представляет довольно статичную картину происходящего, так как не учитывает предыдущее состояние поверхности суши, а также не предоставляет возможности оценить скорость и направления течений. В связи с этим и возник второй подход – гидродинамический, который использует систему дифференциальных уравнений (так называемые уравнения мелкой воды), с помощью которых определяются потоки воды в режиме и пространства, и времени. Конечно, второй подход обеспечивает более точное решение, однако требует глубоких гидрологических изысканий для получения необходимой информации о характеристиках поверхности и гидрологических зависимостях, а также является и очень ресурсозатратным. В целом, конечно, в гидродинамике используют и двумерные модели, и трехмерные модели, а также их комбинации, однако разница между ними довольно значительная. Основная идея 2D моделирования зон затоплений – это построение определенного количества наклонных плоскостей для описания пересечения поднявшейся водной поверхности и модели рельефа местности, то есть при данном моделировании зона затопления формируется за счет сопоставления уклона зеркала поднявшейся реки и местного рельефа. Важно отметить, что 2D моделирование зон затоплений возможно на небольших участках. В целом такой подход дает возможность с использованием электронных карт территории Республики Саха (Якутия) построить зону затопления. Надо отметить, что 2D моделирование позволяет смоделировать зону подтопления сравнительно за непродолжительное время и с приемлемой достоверностью. Однако данный подход, хоть и реализуется во многих ГИС-пакетах, но часто является малоинформативным с точки зрения определения затопления. Зачастую, кроме трехмерного географического измерения смотря (долгота, широта, высота), для точного определения наносимого ущерба объектам в зоне затопления, необходима дополнительная информация: соотношение поднятия воды и расположения потенциально возможных затапливаемых объектов. Соответственно, для получения полной детальной картины затопления территорий требуется комплексный подход, учитывающий сразу все перечисленные аспекты, который обеспечивается 3D визуализацией. В качестве программных средств, отвечающих этой задаче, следует рассмотреть ArcGIS, которая сочетает возможности геопространственного анализа и 3D-визуализацию [6]. Большим преимуществом ArcGIS в отличие от других ГИС-пакетов является возможность использования программы не только при моделировании небольших участков территории затопления, но и при моделировании на всей протяженности зоны затопления. Данный пространственный анализ может быть осуществлен, например, с помощью результатов LIDAR-съемки (дистанционное зондирование посредством лазеров). Другими словами, кроме традиционной карты местности ArcGIS позволяет получить более содержательное и информативное изображение под названием «сцена» – максимально реальное 3D-представление местности Кроме максимальной визуализации, протяженного пространственного анализа и диагностики пересечений зеркала поднявшейся реки и местного рельефа, еще одно важное преимущество 3D моделирования зон затоплений – это возможность интеграции 3D-сцен, полученных в ArcGIS, и картографических веб-порталов с целью получения веб-сцен, которые могут максимально оперативно использоваться для пользовательского анализа. Заключение В заключении хотелось бы сказать, что, к сожалению, отсутствие конкретизирующих федеральных нормативных актов не обязывают министерства и другие ведомства интегрировать свои данные в единую систему. Поэтому информационное взаимодействие с федеральными структурами будет сложно или невозможно. В итоге из-за недоработки системы межведомственных связей, информационные системы не полностью насыщаются пространственными и семантическими данными. Для решения этой проблемы необходимо на федеральном уровне прописать обязанности и действия ведомств, для тех или иных целей. На местах требуется обеспечить контроль за исполнением законодательных актов. Последнее обновление геопортала map.yakadm.ru республики была в 2020 году и с тех пор сайт не обновлялся. Другой геопортал республики sakhagis.ru данные об обновлениях не публикует. Зато сайт 2GIS и одноименное приложение обновляется чуть ли не ежемесячно. Различные подходы к представлению результатов моделирования зон затопления с помощью ГИС-технологий делают противопаводковые мероприятия более наглядными и эффективными. В результате такого моделирования создается достаточно полная и гибкая геоинформационная поддержка принятия решений в условиях чрезвычайной ситуации. Поэтому применение ГИС-технологий с целью определения затопления в Республике Саха (Якутия) должно стать стратегически важной необходимостью. При этом для большей точности и детализации информации о наводнении необходимо использовать не подход 2D визуализации, а 3D визуализацию процессов затопления территорий, поскольку она не только описывает пересечения зеркала поднявшейся речной поверхности и цифровой моделью местности на небольших участках, но и соотношение двух разных высот: поднятия воды и расположения потенциально возможных затапливаемых объектов на всей протяженности пространственного анализа. Список литературы: 1. Градостроительный кодекс Российской Федерации (с изменениями на 3 июля 2016 года) (редакция, действующая с 1 сентября 2016 года) 2. Постановления Правительства РФ от 12.04.2012 № 289 «О федеральной государственной информационной системе территориального планирования» 3. Постановление правительствa Российской Федерации от 8 сентября 2010 года №697 «О единой системе межведомственного электронного взаимодействия» (с изменениями на 11 августа 2016 года) 4. ГОСТ Р 52438-2005 Географические информационные системы 5. Алексеева И.Д., Бурнашева А.Н. «О вопросах выработки государственной политики Республики Саха (Якутия) в сфере использования геоинформационных технологий и пространственных данных». Промышленное и гражданское строительство - 2012 г. 6. Андреев Д.В. Применение ГИС-технологий с целью определенмя затопления в Республике Саха (Якутия) // Успехи современного естествознания. – 2019. – № 11. – С. 43-47; 7. Антопольский, А. Б. Информационные ресурсы России /А.Б.Антопольский. – Москва: «Информрегистр», 2004. 320 с. 8. Бобов, П. Геоинформационные ресурсы. [Электронный ресурс] – Режим доступа,URL:http://loi.sscc.ru/gis/formats/sharing2.htm 9. http://smev3.gosuslugi.ru/portal/ портал «Электронное правительство. Госуслуги. Системы межведомственного электронного взаимодействия. Технологический портал» |