Из материалов шестой конференции ГИС-Ассоциации "Проблемы ввода и обновления пространственной информации" (Москва, 27 февраля - 2 марта 2001 г.).
А.П. Пигин, НПО "Кредо-Диалог", г. Минск
Сегодня никого не надо убеждать в том, что современные информационные технологии способствуют повышению производительности и качества изыскательских и проектных работ, а, следовательно, и экономической эффективности деятельности изыскательских предприятий и предприятий строительного комплекса.
Однако уровень автоматизации в отраслях промышленного, гражданского и транспортного строительства пока нельзя назвать удовлетворительным.
Одной из главных причин, препятствующих внедрению современных технологий в производство, большинство руководителей называет недостаток финансовых ресурсов. Действительно, в условиях экономического спада в странах бывшего СССР резко сократились объемы проектно-изыскательских работ, а, значит, и средства на обновление производства и внедрение новой техники и технологий. В то же время значительно возросла конкуренция за получения заказов, особенно связанных с тендерными проектами, и побеждают в этой борьбе предприятия, выполняющие работы дешевле, быстрее, качественнее. Опыт успешно развивающихся организаций, таких как ОКОР из Вологды, Иркутский филиал ГипродорНИИ, "Дорсервис" (г. Санкт-Петербург) и многих других показывает, что именно правильное применение современных информационных технологий оказывается решающим фактором в конкурентной борьбе и способствует стабильной эффективной работе.
Примеры успешной работы партнеров и конкурентов, удешевление компьютеров и программного обеспечения приводят к тому, что необходимые финансовые средства все же находятся, но их рациональное использование часто становится сложно решаемой задачей. Правильно организованный автоматизированный процесс предполагает:
наличие современной компьютерной техники с развитым парком периферийных устройств и электронных средств сбора топографо-геодезической информации;
наличие специализированного современного программного обеспечения;
наличие квалифицированных кадров на всех этапах производственного процесса;
и, наконец, правильную организацию вышеназванных неразрывных компонентов в едином и непрерывном технологическом процессе получения, обработки и передачи информации в электронном виде.
Ключевыми моментами такой технологии являются:
во-первых, современные методы сбора и обработки топографо-геодезической информации.
во-вторых, пространственное моделирование местности и строящихся объектов на всех стадиях их проектирования, строительства и эксплуатации, при котором информационным фундаментом является топографическая основа в виде цифровой модели местности и применение цифровых технологий в формировании, обновлении и использовании данных;
в-третьих, передача, накопление и использование моделей этих объектов в геоинформационных системах.
Эффективность таких технологий проявляется в наибольшей степени при их использовании на всех этапах производственного процесса не только в одной организации, но и в смежных предприятиях отрасли или региона. Например, распространенной практикой в дорожной и нефтегазовой отрасли стало проведение топографической съемки местности электронными тахеометрами с немедленной передачей информации в мобильный компьютер, на котором в полевых условиях происходит камеральная обработка данных и построение цифровой модели местности. Эта модель затем передается проектировщикам своей или смежной организации для непосредственно проектирования, результаты которого в электронном виде поступают в строительную организацию, имеющую возможность самостоятельно разделять проект между своими подразделениями, получать техническую информацию и необходимый набор документации в любой точке строящегося объекта. На этом же наборе данных обрабатываются результаты исполнительной съемки. Исполнительная документация в электронном виде передается в эксплуатирующую организацию. Набор таких электронных моделей объектов служит информационной базой для построения отраслевых геоинформационных систем и решения управленческих задач.
Примером организации такой технологии в регионе может служить сосредоточение электронных моделей местности и объектов данной территории в одном органе управления, например, управлении архитектуры города. Преимущества такого положения вещей очевидны - изыскательские и проектные организации, получая из управления уже имеющиеся там модели, существенно экономят время и средства, выполняя съемку текущих изменений и корректируя существующие модели, дополняя данные геослужбы моделями новых объектов. Управление архитектуры, владея полным набором данных, с высокой степенью достоверности и качества ведет топографические и специальные дежурные планы подземных коммуникаций, застройки, отводов земель, красных линий и др.
Однако реальный эффект от применения средств автоматизации в России и других странах СНГ еще далек от желаемого уровня. Реализованные и даже иногда работающие ГИС-проекты, к сожалению, не всегда обеспечивают непрерывность движения, обновления и использования цифровых данных.
Несмотря на обилие примеров наличия больших объемов отсканированного, оцифрованного и используемого в геоинформационных проектах крупномасштабного топографического материала реальное использование его в проектировании и изысканиях по-прежнему сводится, в конечном счете, к традиционным бумажным технологиям. Анализируя сложившееся положение, можно отметить, что в лучшем случае применяемые компьютерные технологии имитируют "бумажный" процесс. Основные технические причины такой ситуации, на наш взгляд, следующие:
Неверный выбор платформы, а в силу этого невозможность обеспечивать включение в цифровые технологии инженерные (проектно-изыскательские) аспекты взаимодействующих систем. Как правило, в качестве платформы выбирают MapInfo, ArcInfo, Географ/GeoDraw, GeoCad и другие ГИС. Эти платформы создавались исключительно для геоинформационных целей и только в той или иной степени обеспечивают нужды мелкомасштабного картографирования. В них нет ряда изначально заложенных в платформу типов объектов, используемых при инженерном проектировании, нет адекватного (с точностью, необходимой для инженерных нужд) моделирования рельефа. Исключение, пожалуй, представляет бурно развивающаяся линия SoftDesk на базе Land Development Desktop. Однако в этой платформе, в свою очередь, низок уровень решения конкретных геодезических и, в определенной степени, топографических задач.
Узко сформулированные и реализованные в таких проектах цели, не полностью учитывают все перспективы и возможности цифровых технологий. Естественно, финансирующие такие проекты муниципальные органы или корпорации ставят перед разработчиками проектов, прежде всего, свои цели ? управление, землеустройство, учет недвижимости и т.д.
Отсутствие (как инструментальных, так и организационных) механизмов ведения крупномасштабных дежурных планов не дает возможность постоянного обновления данных на основе съемок текущих изменений и исполнительных съемок.
Цифровые модели местности, создаваемые такими системами (без адекватной модели рельефа, пространственного представления коммуникаций и др.) нужды проектировщиков не обеспечивают, возможности изыскателей не учитывают.
Психологические причины недостаточно эффективного применения средств автоматизации ? это, прежде всего: неготовность и нетребовательность основных потребителей крупномасштабной топографической информации к качеству представления материалов. Зачастую представленная в DXF или форматах ГИС красивая картинка плоского (двумерного), разбитого в линейной структуре слоев топографического плана воспринимается проектировщиками как современное достижение изыскателей.
Такая нетребовательность задерживает необходимую ломку психологического и организационного барьера ? изменения взгляда изыскателей на результаты работы и представления их потребителю не столько в виде планшетов или чертежей (пусть в электронном виде), сколько создания ЦММ как основного результата инженерных изысканий. Необходимо оговориться, что понимание этих задач уже начинает проявляться, и в качестве примера можно назвать Росстройизыскания.
Непременным элементом приближения к идеальной схеме является изменение подходов к основным результатам этапов изысканий и проектирования ? переход от "бумажного" результата (чертежи, планшеты) к следующей модели:
создание ЦММ как результата инженерно-геодезических изысканий,
создание объемной геологической модели (ОГМ) как результата инженерно-геологических изысканий,
создание и оценка цифровой модели проекта (ЦМП) как результата проектирования.
Достаточно сложно обстоит дело с оснащением организаций качественным прикладным, специализированным программным обеспечением.
Для полноценной реализации цифровых технологий необходимы инструменты ? комплексные и гибкие программные продукты.
Такие продукты должны не только автоматизировать (а точнее механизировать, на что сейчас обращается внимание прежде всего) изыскательские, проектные процедуры, но и позволять принимать эффективные, тщательно проработанные в процессе вариантного проектирования решения, снижая при этом материальные затраты и затраты трудового времени, предоставляя возможность взаимодействия со всеми звеньями в цепочке изыскания-проектирование-строительство-эксплуатация.
Комплексность требований к таким инструментам обуславливает сложность их программной реализации. Поэтому рынок программного обеспечения предлагает сегодня не так уж много продуктов, полностью отвечающих потребностям цифровых технологий. В основном это зарубежные программы, требующие адаптации к специфике существующих норм и технологий. Для многих препятствием к успешному освоению программы является языковый барьер, но и переведенное меню, как правило, изобилует непонятными, невнятными терминами. Немногочисленные зарубежные пакеты для обработки изысканий и строительного проектирования даже в случае их частичной русификации недостаточно соответствуют строительным нормам и технологиям производства работ, структуре строительного комплекса стран СНГ. Качественное обучение и сопровождение, не говоря уже о влиянии пользователей на разработку программных продуктов, сильно затруднено. Разработчики зарубежных продуктов, естественно вынуждены следовать конъюнктуре огромного западного рынка и потребностям пользователей, прежде всего США и других развитых стран. Все это, на наш взгляд, делает затруднительным использование зарубежных пакетов в качестве долговременной основы автоматизированного процесса изысканий и проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства в России и странах СНГ. Это, разумеется, не исключает возможности применения отдельных иностранных программ на локальных участках производственного процесса. Но актуальной является задача создания и внедрения отечественного комплексного программного обеспечения для удовлетворения профессиональных потребностей изыскателей и проектировщиков стран СНГ.
Сложности разработки программного обеспечения не исчерпываются объективными техническими потребностями пользователей. Много сил и времени уходит на удовлетворение таких положений существующих норм и стандартов, которые создавались задолго до появления современной вычислительной и геодезической техники, и во многих развитых странах уже упразднены. Проблем, недостатков и противоречий нормативных документов можно отмечать много. Например:
строго фиксированные и ориентированные на "ручное" оформление выходные формы текстовой и графической документации. Не принимается во внимание простой факт, что машинное представление объектов не может (и не должно!) полностью копировать его представление при ручном проектировании.
жестко определяемые нормативными документами технические нормы и технологии производства изысканий и проектирования. Как пример можно привести конструктивные требования к созданию съемочных опорных сетей, требование закрепления изыскателями в поле будущей трассы вместо осуществления полосной съемки и качественного камерального трассирования;
структура топографической информации, выраженная в системе ее классификации и кодирования в узаконенных нормативными актами классификаторах, правилах цифрового описания картографируемых объектов и явлений, форматах компьютерного представления данных, не отвечают требованиям задач автоматизированного проектирования.
в силу узости подходов к базовым элементам геометрии объектов и типам данных существенно затруднены возможности качественного обмена данными между производителями и потребителями информации. Существующие узаконенные нормативными актами обменные форматы (интегральный файл, f20V, f1m и другие) предназначались для цифровых топографических карт и не обеспечивают нужной полноты обмена данными. Как следствие и пример ? бурная дискуссия в изданиях ГИС-Ассоциации России во второй половине 90-х годов.
Все эти причины иногда приводят к тому, что пользователи отдают предпочтение решениям, в большей степени удовлетворяющим чисто формальным требованиям ГОСТ-ов и СниП-ов в ущерб другим альтернативам, лучшим по экономическим, техническим или технологическим соображениям.
Эти проблемы мы можем решить только совместными усилиями ученых, сотрудников и руководителей соответствующих федеральных ведомств, разработчиков и пользователей программных продуктов, общественных организаций ? здесь я имею в виду, прежде всего, ГИС-Ассоциацию.
Аксиомой является невозможность получения существенного экономического эффекта от внедрения средств автоматизации без квалифицированного, творчески мыслящего инженерного персонала. Задача подготовки и переподготовки инженерных кадров особенно обострилась в связи с тем, что многим организациям за последние годы пришлось существенно расширить сферы инженерной деятельности. Высокий инженерно-технический уровень применяемых в организации программных продуктов, с одной стороны, способствует повышению профессионального мастерства пользователей и более быстрому освоению новых направлений работы, а с другой стороны, требует от них постоянной работы по изучению всех возможностей программного обеспечения для их эффективного применения. Естественно, идеальным вариантом является приглашение на работу молодого специалиста, который уже в ВУЗе овладел современными средствами автоматизации. К сожалению, в странах СНГ отсутствует стройная система повышения квалификации и переподготовки инженерных кадров по вопросам автоматизации проектно-изыскательских работ, в межвузовских стандартах эти вопросы отражены очень бледно. Поэтому разработчикам и поставщикам программного обеспечения приходится заниматься и вопросами подготовки и повышения квалификации специалистов, которые неотъемлемо связаны с вопросами внедрения программных продуктов в производство.
Эффективное внедрение информационных технологий и организация действительно работающего производственного процесса подразумевает рациональное оснащение рабочих мест программными продуктами, разумную организацию хранения данных, налаживание эффективного взаимообмена данными между рабочими местами, производственными отделами, смежными организациями в городе или отрасли. Непрерывная технологическая цепочка строится путем стыковки по данным продуктов разных поставщиков, чаще всего, через специальные обменные форматы.
Однако часто эффективному применению уже имеющихся технологий мешают не только недостаточная квалификация кадров, но и ведомственные барьеры, и неурегулированные экономические отношения между предприятиями-смежниками. Анахронизмом в наше время должна считаться ситуация, когда изыскательская организация, имеющая программы обработки данных изысканий и цифрового моделирования местности, передает информацию своему заказчику ? проектной организации ? в бумажном виде, а проектная организация, имеющая тот же набор программ, сканирует информацию с бумажного носителя и снова строит цифровую модель местности, которая уже была создана в изыскательской организации. Налицо ? потеря времени и денег.
Вызывает озабоченность некоторая разобщенность разработчиков муниципальных ГИС, различных геоинформационных кадастровых центров и служб, с одной стороны, и производителей и потребителей (прежде всего проектировщиков и строителей) топографо-геодезической информации, с другой стороны. Такая ситуация прослеживается в некоторых, в том числе выступающих как образцовые, городах.
Еще одной, уже набившей оскому, проблемой является необоснованный режим секретности при сборе, обработке, хранении и электронном представлении данных, использовании спутниковых технологий.
Очевидно, что усилия поставщиков программного обеспечения должны быть подкреплены соответствующими ведомственными и межведомственными документами, регламентирующими вопросы приема и передачи результатов работы в электронном виде и обеспечивающими:
взаимодействие производителей и потребителей ТГИ, налаживание межведомственного, в рамках муниципального образования, корпорации обмена данными в цифровом виде;
расширение возможностей муниципальных и корпоративных ГИС с учетом требований потребителей крупномасштабной ТГИ, и, прежде всего, проектных организаций;
внедрение интеллектуальных отечественных программных продуктов и инструментальных платформ, учитывающих в цифровом картировании и ГИС не только нужды учета и управления, эффектного представления бумажных копий, но и инженерные задачи, решаемые на цифровых пространственных данных (проще ? на ЦММ);
создание стандарта на обмен данными по составу ЦММ инженерного назначения;
внесение корректировок в нормативные документы, которые учитывали бы цифровое представление результатов изысканий и инженерное назначение крупномасштабной топографо-геодезической информации в виде ЦММ инженерного назначения.
url: http://gisa2.gubkin.ru/
