Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
В.А. Шнайдер
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Курс лекций
2-е издание, исправленное и дополненное
Омск
СибАДИ
2014
УДК 625.7/8:004
ББК 39.311:32.95 Ш76
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. Т.П. Синютина (СибАДИ), канд. техн. наук, проф. Р.В. Зотов (СибАДИ)
Работа одобрена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве курса лекций.
Шнайдер, В.А.
Ш76 Геоинформационные системы в дорожном строительстве : курс лекций /
В.А. Шнайдер. – 2-е изд., испр. и доп. – Омск : СибАДИ, 2014. – 136 с.
ISBN 978-5-93204-739-2
Предлагается познакомиться с широким спектром современных геоинформационных технологий. Рассматриваются теоретические основы ГИС (модели, структура и источники пространственных данных), методы тематической визуализации карт, приёмы пространственного анализа. Описываются основные приёмы работы в ГИС (управление ГИС-проектами, ввод и редактирование данных, тематическая визуализация, пространственный анализ).
УДК 625.7/8:004
ББК 39.311:32.95
ISBN 978-5-93204-739-2 |
© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2014 |
Дорожная отрасль является одной из важнейших отраслей экономики любой промышленно развитой страны. Недаром автомобильные дороги называются «кровеносной системой» любого государства. Они играют огромную социально-экономическую роль в жизни современного общества.
Автомобильные дороги являются очень капиталоемкими, но в то же время и очень рентабельными сооружениями. Известно, что каждый рубль, вложенный в автомобильные дороги, в перспективе многократно (3–5) возвращается в различных других отраслях производства за счет снижения транспортных (логистических) издержек, снижения аварийности, повышения подвижности населения. Кроме того, развитие сети автомобильных дорог региона несёт в себе немаловажный социальный эффект в виде обеспеченности населения медицинскими, образовательными, культурно-бытовыми услугами. В настоящее время наличие развитой сети автомобильных дорог является немаловажным фактором развития материального производства и сферы услуг.
Потребительские качества автомобильных дорог:
–безопасность движения,
–уровень загрузки,
–комфортабельность движения,
–удобство движения,
–грузоподъемность,
–информационная доступность.
Уровни потребительского качества проектируемых (реконструируемых) автомобильных дорог должны содержаться в числовом выражении в техническом задании на проектирование строительства, ремонт или реконструкцию дорог.
Одна из особенностей дорожной отрасли по сравнению с другими отраслями производства заключается в том, что её основные сооружения (автомобильные и городские дороги) являются сложными инженерными линейно-протяженными сооружениями с ярко выраженной географической природой. Поэтому основная техническая документация по автомобильным дорогам должна представляться графически на картографической основе или в виде условных схем и чертежей. Всё это предопределяет вид информационных технологий, используемых для управления автомобильными дорогами на различных этапах.
3
Обеспечение эффективной работы системы управления дорожным хозяйством является важнейшей задачей дорожной отрасли. Ее решение в основном базируется на развитии информационных систем. В последние годы проводится целенаправленная работа по совершенствованию этого стратегического направления. В качестве одной из основных задач по формированию и поддержанию системы оперативного управления организаций и предприятий дорожного хозяйства является создание и поддержание единого информационного пространства в целях надежного управления дорожным хозяйством, эффективного контроля за транспортно-эксплуатацион- ными показателями, а также повышение качества обслуживания пользователей автомобильных дорог.
Всоответствии с программным проектом «Информационное обеспечение» на важнейших автомобильных дорогах, в первую очередь входящих в состав международных транспортных коридоров, будет осуществлено создание и развитие отраслевой информационной системы связи и информатизации с использованием технологий, направленных на своевременное обеспечение работников дорожноэксплуатационных организаций и пользователей необходимой информацией о транспортно-эксплуатационном состоянии автомобильных дорог, условиях безопасности движения, метеорологических условиях, наличии и состоянии объектов дорожного сервиса, интенсивности и составе транспортных потоков и т.д.
Она позволяет обеспечить информацией учреждения здравоохранения, охраны правопорядка, противопожарной службы и других, способствует снижению тяжести последствий ДТП за счет сокращения времени спасения и эвакуации пострадавших, оказания им оперативной медицинской помощи. Система предусматривает развитие автоматизированных центров управления производством в организациях, осуществляющих содержание федеральных автомобильных дорог.
Вобласти развития информационных систем в дорожном хозяйстве ведутся работы: по созданию единой информационной системы
вдорожной отрасли, системы поддержки принятия управленческих решений, единой унифицированной базы данных (содержащей полную информацию по диагностике, инвентаризации и паспортизации обследуемых автомобильных дорог и дорожных сооружений на них) с всесторонним анализом и последующей оптимизацией используемых в настоящее время методов и форм для сбора, хранения и пере-
4
работки данных по соответствующим видам работ. Результаты деятельности в данном направлении позволяют исключить параллелизм хранимой информации, а также существенно сократить затраты на сбор и обработку необходимых данных.
Стратегической отраслевой задачей является объединение всех информационных систем в единую отраслевую территориальнораспределительную автоматизированную систему. Одним из основных требований к отраслевым и локальным банкам данных является их совместимость с создаваемой в дорожной отрасли системой комплексного информационно-телекоммуникационного обеспечения, а также возможность перекрестного использования баз данных. Перспективным направлением развития автоматизированных банков дорожных данных является их совместное использование с геоинформационными технологиями, позволяющими определить точное местоположение объектов, их размеры, расстояния и создавать цифровые карты и схемы [3, 5].
Лекция 1. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
ВДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. РОЛЬ ГИС
ВЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ ДОРОГ
Геоинформационные системы (ГИС) – это информационная сис-
тема, используемая для сбора, хранения, пополнения, обработки, отображения и анализа данных, а также получения на их основе новой информации и знаний о пространственных объектах и явлениях. Моделируемые в ГИС объекты и явления имеют пространственную привязку, позволяющую использовать их географические (топологические) и семантические свойства для потребителей различного уровня с целью организации предпринимательства.
Среди множества различных видов программных технологий, работающих с графической информацией, в дорожной отрасли наиболее востребованы программные технологии: геоинформационные системы и системы автоматизированного проектирования. Кроме того, для работы с атрибутивной информацией используются техно-
логии баз данных (БД) [3, 5].
5