ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к специализированным информационным системам и предназначена для оперативного информационно-аналитического обеспечения решения вопросов, связанных с управлением имуществом.
При решении вопросов эксплуатации, обслуживания сетей и сооружений, их учета и проектирования, кроме информации о характеристиках имущества необходима точная информация о их местоположении, ориентации относительно природных и антропогенных объектов городской инфраструктуры. Все это определяет необходимость применения в процессах управления имуществом специальных технологий, основанных на геоинформационных принципах.
Современные геоинформационные системы (ГИС) позволяют строить разнообразные решения в области управления ресурсами, информационными потоками, мониторинга, контроля и управления процессами. Средства навигации, определения местоположения объекта и мониторинга его состояния, содержат в своем составе высокотехнологичные устройства по сбору информации и ее передаче по каналам связи, базу данных об объектах, которая содержит картографическую информацию и позволяет отображать состояние объекта оператору в реальном времени в удобной форме, а также центры по накоплению и обработке знаний об объектах. Именно такая структура геоинформационной системы соответствует современным требованиям и стандартам, используемым при разработке систем мониторинга и управления сложными организационно-техническими объектами, к которым относится городская инфраструктура. [1]. Например, в имущественный комплекс ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга» входят транспортные трубопроводные сооружения общей длиной около 14 тыс.км, образующие системы подачи и распределения воды и отведения сточных вод, охватывающие всю застроенную территорию Санкт-Петербурга, более 650 земельных участков, свыше 1500 зданий и сооружений, входящих в состав основных и вспомогательных производственных площадок, расположенных на территории города [2].
Известна геоинформационная система (ГИС), содержащая базу топографических карт и базу сведений об объектах, расположенных на местности, которые соединены средствами связи с пользователями системы [3]. Недостатком известной системы является ограниченность функциональных возможностей, что обусловлено архитектурой построения системы.
Известна также из описания к патенту РФ №18586 [4] взятая за прототип геоинформационная система, которая содержит средства коммуникаций, системное программное и прикладное программное обеспечение, базу метаданных, базы геопространственных данных, средства управления приемом и выполнением заявок потребителей, администрации и средства отображения и документирования, причем средство управления приемом и выполнением заявок выполнено в виде ядра системы, выходы и входы которого подсоединены к средствам коммуникаций, системному и программному обеспечению, средствам отображения и документирования, а также к базе метаданных и базе геопространственных данных, объединенных в одну подсистему.
Недостатком известной системы является отсутствие навигационных средств, позволяющих определить с большой точностью местоположение объектов городской инфраструктуры, либо частей ее с достаточно большим разрешением, порядка нескольких сантиметров.
Заявляемая в качестве полезной модели геоинформационная система направлена на повышение быстродействия изменения геопространственных данных (с помощью снимков, полученных с помощью искусственных спутников Земли - ИСЗ) и повышения точности определения координат объектов (с использованием сети приемных навигационных станций вместо использования одной приемной станции и выполнения дифференциальной коррекцией [5]).
Дифференциальная коррекция - это метод который значительно увеличивает точность собираемых координат от космической навигации. В этом случае используется приемник, расположенный в точке с известными координатами (базовая станция), а другие приемники собирают данные в точках с неизвестными координатами (или используется один передвижной приемник). Данные, полученные в точке с известными координатами, используются для определения ошибок, содержащихся в спутниковом сигнале. Затем информация с базовой станции совместно обрабатывается с данными передвижного приемника, вместе с учетом ошибок, содержащихся в спутниковом сигнале, что позволяет устранить ошибки в координатах, полученных на передвижном приемнике. Дифференциальная коррекция позволяет достичь точности 5-10 см с использованием штатного приемника, определяющего с точностью в 10 м.
Указанный технический результат достигается тем, что в геоинформационную систему, содержащую средства коммуникаций (1), системное программное (2) и прикладное программное обеспечение (3), базу метаданных (4), распределенную базу геопространственных данных (5), средства управления приемом и выполнением запросов (6) и средства отображения и документирования (7), в которой средство управления приемом и выполнением запросов (6) выполнено в виде ядра системы (8), выходы и входы которого подсоединены к средствам коммуникаций (1), системному (2) и прикладному (3) программному обеспечению, средствам отображения и документирования (7), а также к базе метаданных (4) и базе географических данных (5), объединенных в одну подсистему баз данных (9), включена подсистема реперных пунктов сети базовых станций спутниковой навигации (10), выход которой подключен к входам средств коммуникаций (1) и подсистемы реперных пунктов приема спутниковой начигационной системы.
Данный состав ГИС обеспечивает:
- манипулирование картографическими слоями (порядок вывода, селектируемость, оформление, формирование стандартных рабочих наборов и т.д.)
- оперативное обновление с помощью использования космоснимков
- редактирование графической и семантической информации
- построение информационных и пространственных запросов
- создание отчетных текстовых и графических документов, а база данных картографической (геопространственной) информации содержит:
- информацию об инженерных сетях
- информацию о земельных участках
- информацию о зонах ограниченного использования
- информацию о зданиях и сооружениях
- информацию о гидрографии
- материалы аэрокосмической съемки
Сущность заявляемой ГИС поясняется примером ее реализации и рисунком (фиг.1), на котором представлена ее принципиальная блок-схема.
ГИС содержит ядро (8), которое обеспечивает через средства коммуникаций (1) прием запросов от пользователей (12) и организует их выполнение и может быть выполнено в виде компьютера с соответствующим системным (2) и прикладным программным обеспечением (3) для решения специализированных задач, включенных в перечень для данной ГИС программным обеспечением и периферийными устройствами (7), которые могут быть выполнены в виде принтеров, дисплеев, записывающих или запоминающих устройств, соединенных со средством управления приемом и выполнения запросов (6). К ядру своими входами и выходами подключены: средства коммуникаций (1), которые выбирают из числа известных (телефон, радиосвязь, оптоволокно и т.д.); подсистема (9), содержащая базу геопространственных данных (5), например, в виде цифровых карт и спутниковых снимков (11) с указанием специализированных данных в привязке к картам и базу метаданных (4) - перечень специализированных баз данных с их характеристикой и адресами.
ГИС работает следующим образом:
При отсутствии запросов от пользователей ГИС находится в режиме ожидания. Связь потребителя с ГИС может осуществляться с использованием любых средств коммуникаций.
Формализованный запрос от пользователей (12) поступает от средств коммуникаций (1) (Интернет, радиостанцию и т.п.) в средство управления приемом и выполнения запросов (6) ядра (8). Ядро выдает команды на включение системного обеспечения (2) и выбирает и активирует прикладное программное обеспечение (3) в зависимости от характера запроса и решаемой задачи. Подключенное обеспечение выдает сигнал о готовности, и ядро подключает подсистему (9) с базами данных (4) и (5), которая выдает требуемую исходную информацию в подсистему прикладного программного обеспечения (3), которая обрабатывает поступившие из подсистемы (5) и станций спутниковой навигации (10) данные в соответствии со своей программой. Ядро полученные результаты с учетом их пространственной привязки с помощью подсистемы реперных базовых станций (11) отправляет пользователю (12) через средства (7) отображения и документирования с помощью средств коммуникаций (1).
Источники информации
1. Куделькин В.А. Геоинформационная система безопасности. Патент на полезную модель №83294 // Изобретения. Полезные модели №15 от 27.05.2009
2. Семенов Ю.В., Борисенко А.Н. Применение геоинформационных технологий в сфере управления имуществом предприятия // Информационный бюллетень ГИС Ассоциации №2(74) 2010
3. (см. описание к заявке ЕПВ №845124, G06F 17/30, 1998 121)
4. Жалковский Е.А., Жалковский Е.Е., Страхов В.Н. Геоинформационная система. Свидетельство на полезную модель №18586 // Изобретения. Полезные модели от 27.06.2001
5. Mapping Systems: General Reference, Trimble Navigation Limited, 1996