Научно-производственная компания «Бюро Кадастра Таганрога» на протяжении 12 лет занимается созданием и поддержкой пространственных данных. Мы создаем и обрабатываем данные для решения различных задач, таких как земельный кадастр, межевание земельных участков, инвентаризация земель промышленных предприятий, картографические издания, управление территориями, экология и многих других.

В течение длительного периода времени, основными инструментами для создания пространственных данных являлись продукты ESRI класса ArcInfo Workstation, и иногда ArcVeiw 3.2. Такой набор инструментов вполне пригоден для небольших локальных задач. Для создания корпоративных баз данных эти инструменты практически не применимы по двум основным причинам:

Программный продукт ArcSDE компании ESRI предназначен для эффективного создания и управления пространственными данными и основывается на использовании промышленной клиент-серверной СУБД в качестве хранилища данных. ArcSDE призван решить перечисленные проблемы, и его внедрение дает дополнительные преимущества.

В конце 2003 года в НПК БКТ было принято решение о переводе всех пространственных данных на платформу ArcSDE. Следует отметить, что до этого ArcSDE находился на предприятии в тестовой эксплуатации для решения узкого класса задач.

По прошествии года мы можем рассказать в этой статье о тех преимуществах, которые мы получили благодаря внедрению ArcSDE, как платформы для хранения и управления пространственными данными

В НПК БКТ четыре отдела занимаются созданием и поддержкой пространственных данных. До внедрения ArcSDE, данные создавались ограниченным числом операторов, которым необходимо было согласовывать свои действия между собой, для избежания возможных конфликтов.

Внедрение ArcSDE, где многопользовательское редактирование является основной функцией, позволило увеличить количество операторов базы пространственных данных, и позволило им изменять данные в одних и тех же слоях одновременно.

Для обновления пространственных данных масштаба 1:500 используются геодезические измерения с применением GPS — технологий. Для обновления более мелких масштабов 1:2 000 и 1:5 000 использовались данные космической съемки высокого разрешения спутника QuickBird, как, например, при подготовке картографического материала для Атласа Таганрога 2004 года выпуска.

Внедрение ArcSDE позволило создать единую технологическую цепочку создания, поддержания и обновления пространственных данных масштаба 1:500 и мельче и увеличить объемы обновляемых материалов и сократить сроки обновления.

До внедрения ArcSDE пространственные данные, хранились неупорядоченно, причем во многих случаях наблюдалась избыточность, а, следовательно, возможная противоречивость данных. Использование ArcSDE позволило работать с данными централизованно.

Примером иллюстрирующим необходимость согласованности данных может служить ведение адресного плана г.Таганрога.

Адресный план г. Таганрога представляет собой совокупность пространственных данных в формате ArcGIS, хранящихся в единой базе геоданных, основанной на технологии ArcSDE, и подготовленных для реализации автоматических процедур геокодирования и геопозиционирования объектов, и реестров улиц и зданий со словарями названий и типов улиц и исторической информацией о переименованиях.

Практически в каждом из наших проектов эти данные используются в большей или меньшей степени. Наличие адресного плана позволило реализовать такие значимые проекты, как проектирование административных границ города, обеспечение выборного процесса, анализ демографической ситуации, разработку различных ГИС.

Внедрение ArcSDE позволило упростить процесс подготовки картографических изданий. Создание данных для карт и атласов является творческим видом деятельности. Поэтому в процессе подготовки данных операторам необходимо постоянно согласовывать вводимые данные между собой. С помощью ArcSDE операторы производят такое согласование автоматически.

C выходом ArcGIS 9.0 и расширения Maplex, которое поддерживает работу с аннотациями в базе геоданных, появилась возможность подготовки картографических изданий полностью в ArcGIS без использования Maplex 3.x.

До внедрения ArcSDE, для создания топологических отношения между пространственными данными использовались покрытия Arc/INFO.

Технологии ArcGIS и ArcSDE позволяют создавать более гибкие топологические отношения между любыми слоями в пределах одного набора данных. Создание топологических отношений для проектов НПК БКТ позволило эффективно проверить корректность и согласованность существующих данных и избежать возникновения ошибок уже на этапе ввода новых данных.

Примером использования топологических правил в ArcSDE при создании пространственных данных может служить выполнение работ НПК «БКТ» по подготовке данных для системы управления земельными ресурсами Ярославской области. При выполнении работ целостность и корректность данных поддерживалась с помощью топологии, например: сельскохозяйственные угодья не должны иметь перекрытий и щелей, линейные объекты (дороги, реки, ручьи) должны совпадать с границами угодий. Применение правил топологии позволило выявить и устранить значительное количество ошибок, и создать топологически корректную топографическую информацию.

До внедрения ArcSDE, векторная топооснова масштаба 1:500 хранилась на файловом сервере НПК БКТ. Была создана структура каталогов, в каждом каталоге хранились отдельные планшеты в виде покрытий ArcINFO.

Операторам приходилось вручную открывать файлы данных из того или иного каталога. Общий объем векторных данных масштаба 1:500 составлял 300 МБ.

Послойное объединение данных по всей городской территории не представлялось возможным, поскольку данные такого объема не могут быть прочитаны ни в ArcInfo, ни в ArcView 3.x.

Внедрение ArcSDE позволило нам произвести послойное объединение данных 500го масштаба и сохранить их в отдельном наборе данных. Только за год эксплуатации ArcSDE и перехода на новые технологии по подготовке, вводу и сопровождению данных, объем топографических данных масштаба 1:500 вырос более чем на 30%, что свидетельствует о неоспоримом преимуществе использования ArcSDE.

НПК «БКТ» в последние годы выполняет работы по межеванию земельных участков занимаемых объектами ОАО «Газпром» и дочерними газотранспортными компаниями по Южному Федеральному Округу и Волгоградской области. В процессе выполнения работ были подготовлены данные по десяткам тысяч земельных участков и сотням газопроводов, общая протяженность которых более 3000 километров, и объем накопленных данных растет с каждым днем. Все эти данные, топографическая информация, землеустроительная и результаты геодезической съемки хранятся в единой базе геоданных, что позволило иметь согласованные и не дублирующие данные и облегчить и ускорить работу по подготовке необходимой землеустроительной информации.

Важной особенностью ArcSDE является загрузка данных по требованию. То есть ArcSDE сервер передает рабочей станции только те данные, которые необходимы для отображения в настоящий момент. Таким образом, производительность всей системы практически не зависит от общего объема данных. Даже в удаленных офисах, доступ к данным в которых осуществляется по линиям с пропускной способностью восемь мегабит, возможна полноценная работа с этими данными, просмотр и их редактирование.

В ArcSDE встроены средства разграничения доступа к различным наборам пространственных данных. Например, для одних пользователей можно разрешить полный доступ к слоям, для других — разрешить доступ только на чтение, для третьих — запретить вовсе. Кроме того, перед нами стояла задача — исключить возможность выноса данных за пределы предприятия для пользователей, которым нужна только «картинка». Такая задача решилась путем предоставления доступа к данным посредством ArcIMS.

Использование файловых хранилищ данных (покрытия Arc/INFO, шейп-файлы ArcView) не надежно по своей сути. Внештатные ситуации, такие как сбои электропитания, критические ошибки операционной системы или программного обеспечения могут привести к повреждению файлов данных. Иногда, единственным способом восстановить данные, потерянные в результате таких сбоев является восстановление файлов с резервной копии.

Использование клиент-серверной СУБД в качестве хранилища данных ArcSDE гораздо надежней благодаря применяемому в СУБД механизму транзакций. В случае критического сбоя будут потеряны лишь изменения последних не сохраненных транзакций.

До внедрения ArcSDE рабочие данные находились непосредственно на компьютерах исполнителей, зачастую в одном экземпляре. Возможные поломки оборудования, неосторожность использования или намеренное уничтожение данных могли привести к потере ценной информации.

Централизованное хранение данных в СУБД позволило упростить процедуру резервирования данных. В качестве СУБД для хранения данных нами был использован MS SQL Server 2000. В среде SQL Server нами были разработаны сценарии выполняющие резервирование базы пространственных данных в автоматическом режиме.