«Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга»

Государственная информационная система в сфере охраны окружающей среды и природопользования

Ю. А. Шундрина, Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности

Федеральным законом «Об охране окружающей среды» к полномочиям субъектов Российской Федерации отнесена экологическая паспортизация территории. В Санкт-Петербурге данная государственная функция реализована путем создания и ведения государственной информационной системы в сфере охраны окружающей среды и природопользования «Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга».

В первую очередь система предназначена для автоматизации шести полномочий Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности, хранения и предоставления исполнительным органам государственной власти Санкт-Петербурга, органам местного самоуправления в Санкт-Петербурге, организациям и гражданам информации об охране окружающей среды и природопользовании. Другими областями применения системы являются:

— оценка и прогноз изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов;

— анализ воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности;

— информационное обеспечение государственного экологического надзора, осуществляемого исполнительными органами государственной власти Санкт-Петербурга, регионального государственного надзора за использованием и охраной водных объектов;

— информационное обеспечение государственной экологической экспертизы объектов регионального уровня;

— учет объектов и источников негативного воздействия на окружающую среду;

— информирование населения о состоянии окружающей среды на территории Санкт-Петербурга.

С целью минимизации трудоемкости и стоимости работ по поддержанию в актуальном состоянии системы за счет использования пространственных данных и баз данных, формируемых в исполнительных органах государственной власти Санкт-Петербурга и в подведомственных им предприятиях и учреждениях, ведется информационный обмен, посредством которого осуществляется пополнение базы данных системы.

Осуществляется возможность использования данных геоинформационных слоев для размещения на Экологическом портале www.infoeco.ru и на официальном сайте Администрации Санкт-Петербурга www.gov.spb.ru в составе картографических сервисов, предоставляющих информацию о состоянии окружающей среды в Санкт-Петербурге.

История создания государственной информационной системы «Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга»

Начальный этап работ относится к концу 2003 года, когда по заказу комитета была разработана концепция. В 2004 году была создана информационно-логическая структура системы, создана цифровая топографическая основа города, ориентированная на задачи системы (эколого-градостроительная основа), создан ряд информационных блоков, преимущественно содержащих постоянную информацию. В 2005 году начались работы по созданию блока метаинформации.

В 2006 году по мере увеличения объема данных, количества обновляемой информации, роста количества специальных функций и пользователей системы было принято решение о переводе картографической информации в формат корпоративных баз геоданных в формате ESRI ArcSDE и переводе основных пользовательских приложений в формат веб-приложений на основе технологий ESRI ArcIMS.

В 2010 году система включала в себя уже 59 информационных сервисов, большая часть которых работала в формате веб-приложений. Однако с увеличением количества обращений к картографическим сервисам скорость обработки запросов с использованием технологии ArcIMS перестала удовлетворять пользователей. В связи с этим было принято решение о переводе ряда наиболее важных сервисов под управление более современной технологией ArcGis Server. Использование ArcGIS Server позволило существенно увеличить скорость обработки пользовательских запросов к пилотным сервисам и добавило возможность управлять распределенной, многопользовательской базой геоданных, а также рядом важных, основанных на версиях, рабочих процессов системы. С увеличением количества сервисов до 61 в 2011 году было закуплено два сервера для функционирования системы.

В 2012 году в целях обеспечения сохранности информационных ресурсов была внедрена система автоматического копирования данных. Система обеспечивает резервное копирование обновляемых информационных ресурсов в сетевое хранилище данных. В случае повреждения или потери информации производится ее восстановление из резервной копии.

После установки ArcGIS Server в 2012 году был осуществлен перевод корпоративных баз геоданных и картографических сервисов под управление ArcServer 10.

С целью повышения эффективности использования информационных ресурсов в 2013 году базы данных MS SQL Server, входящие в состав системы, частично переводились в формат MS SQL Server 2008 R2. Полный перевод баз данных осуществлен в 2014 году. В связи с переносом сервисов на ArcServer 10 в 2014 году было полностью обновлено программное обеспечение локальных пользователей на ArcGIS for Desktop Advanced (ArcInfo10).

В 2015 году посредством модернизации автоматизированной обработки, анализа и отображения данных государственного экологического мониторинга повысилась информативность предоставления данных, полученных по результатам мониторинга атмосферного воздуха, поверхностных водных объектов, подземных водных объектов, берегов водных объектов. Повысились уровень отображения статистических данных и возможность автоматизированного анализа и обработки данных для предоставления отчетности.

В 2019 году в целях соблюдения требования Постановления Правительства Российской Федерации от 06.07.2015 №676 «О требованиях к порядку создания, развития, ввода в эксплуатацию, эксплуатации и вывода из эксплуатации государственных информационных систем и дальнейшего хранения содержащейся в их базах данных информации» было принято решение о необходимости развития системы путем выполнения технических и организационных мероприятий по защите информации, содержащейся в системе.

В результате развития системы базы данных были перенесены в региональный распределительный центр обработки данных исполнительных органов государственной власти (РРЦОД ИОГВ), создана система защиты информации, а также доработана документация на систему согласно требованиям государственных стандартов и руководящих документов в сфере информации, информационных технологий и защиты информации. Частично базы данных переведены в формат MS SQL Server 2012.

В 2020 году в целях поддержки работоспособности системы; сопровождения общего программного обеспечения, специального программного обеспечения и баз данных; актуализации данных в системе, технического обслуживания и сопровождения средств защиты информации; сопровождения пользователей системы осуществлялось сопровождение и обновление базы первичных данных системы.

Общие сведения о системе размещены в Реестре государственных информационных систем для предоставления сведений о зарегистрированных государственных информационных системах Санкт-Петербурга по адресу https://reestr-gis.spb.ru.

Основные принципы организации данных государственной информационной системы «Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга»

Система включает в себя следующую информацию:

— о состоянии окружающей среды и природно-ресурсном потенциале территории;

— об уровне техногенного воздействия на окружающую среду;

— о потенциально экологически опасных объектах;

— об объектах, подлежащих государственному экологическому надзору, осуществляемому исполнительными органами государственной власти Санкт-Петербурга;

— о природных и антропогенных процессах, представляющих потенциальную угрозу для жизни людей и хозяйственной деятельности на данной территории;

— о территориях, на которых действуют экологические ограничения на какие-либо виды хозяйственной деятельности.

Информационная структура ГИС «Экологический паспорт Санкт-Петербурга»

В связи с развитием системы возникла необходимость провести доработку технического проекта и рабочей документации, в результате которой были сформированы новые уровни иерархии информации в системе (подсистема, функции, комплекс задач, задача). Подобная иерархия позволяет отвечать требованиям централизации обработки информации и выполнения функций и строится по принципам централизованной автоматизированной системы.

По результатам развития система включает в себя подсистему «Геоинформационные сервисы», предназначенную для пространственного представления информации о состоянии окружающей среды Санкт-Петербурга; подсистему «Природопользователи», предназначенную для автоматизации и унификации документооборота в части государственного учета объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, осуществления регионального государственного экологического надзора при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, организации проведения экономической оценки воздействия на окружающую среду хозяйственной или иной деятельности; подсистему «Система защиты информации», обеспечивающую защиту информации, содержащейся в системе, от неправомерного доступа, уничтожения, модифицирования, блокирования, копирования, предоставления, распространения и иных неправомерных действий.

Основой подсистемы «Геоинформационные сервисы» является база первичных данных. В результате обработки объектов хранения базы первичных данных составляются тематические карты, пользовательские сервисы, позволяющие решать ряд задач, и другие материалы для оказания информационных услуг в соответствии с областью применения системы. Функцией подсистемы «Геоинформационные сервисы» является пространственное представление информации о состоянии окружающей среды Санкт-Петербурга, она позволяет решать комплексы задач, построенные по тематическому принципу. Каждый комплекс задач должен обеспечивать выполнение задач согласно табл. 1.

Рисунок 1. Веб-сервис «Водные объекты Санкт-Петербурга»Каждой задаче соответствует пользовательский сервис, обеспечивающий доступ к информационным ресурсам системы. Пользовательские сервисы представляют собой программный веб-ориентированный интерфейс для визуализации и анализа тематических карт и (или) пользовательских запросов к базам первичных данных.

Пользовательские сервисы в зависимости от целевой группы конечных пользователей могут быть легко модифицированы под конкретную пользовательскую задачу.

 

Форматы картографических данных

В системе хранится информация о географическом местоположении объектов в формате геоданных. Геоданные хранятся в базе геоданных, шейп-файле, покрытии, растровом изображении, в таблицах .dbf и .xls. Для хранения геоданных системы используется сервер баз данных MS SQL Server под управлением ESRI ArcSDE и ESRI ArcGIS Server. Визуализация данных осуществляется посредством карты – фрейма данных. Фрейм данных представлен как географическое окно, в котором отображаются и используются слои карты, где каждый слой представляет определенный набор данных, наложенный на карту. Слои карты помогают представлять информацию как:

— классы дискретных объектов (наборы точек, линий и полигонов);

— таких непрерывных поверхностей, как рельеф, который можно представить разными способами (например, в виде набора контурных линий и точек с высотами либо как рельеф с отмывкой);

— аэрофотоснимков или космических снимков, покрывающих экстент карты;

— фактографическая информация представлена в виде набора логически и семантически связанных таблиц.

Состав и структура таблиц зависят от типа хранящейся информации. Фактографическая информация семантически связана с картографическими объектами. Допускается существование информационных слоев, состоящих только из фактографической информации. Схема организации хранения и представления первичных данных в системе показана на рис. 2.

Для работы системы также предусмотрено разделение информационных ресурсов на совокупность программных компонентов, представляющих собой прикладное программное обеспечение. Программные компоненты используются автономно и непосредственно обеспечивают выполнение необходимых задач. Перечень программных элементов системы представлен в табл. 2. Только программный компонент «Картографический портал» входит в состав подсистемы «Геоинформационные сервисы», все остальные программные компоненты являются частью подсистемы «Природопользователи».

Таблица 2. Перечень программных элементов системы

Программный компонент	Описание
Программный компонент «Картографический портал»	Программный компонент «Картографический портал» предназначен для пространственного представления информации о состоянии окружающей среды Санкт-Петербурга
Программный компонент автоматизированная система государственного экологического контроля «АСГЭК»	Программный компонент «АСГЭК» предназначен для ведения документооборота при осуществлении регионального государственного экологического надзора
Программный компонент «ЭКОНОРМ»	Программный компонент «ЭКОНОРМ» предназначен для ведения документооборота в области экологического нормирования
Программный компонент объединенная база данных природопользователей «ОБДП»	Программный компонент «ОБДП» предназначен для управления базой данных подсистемы и администрирования пользователей

Система навигации и метаинформация

По мере накопления различных типов информации, включаемой в систему, усложнения ее структуры, создания удаленного доступа к данным одной из важнейших задач стало развитие навигационной системы, создание и ведение метаинформации. С целью организации эффективного поиска требуемых информационных ресурсов, а также унификации требований к форматам данных, поступающих на хранение, была разработана база метаданных, совмещенная с навигационной системой (рис. 2).

Для всех типов информационных ресурсов, входящих в систему, сформировано формализованное описание. Оно включает в себя информацию о первичных данных, служащих основой для данного объекта, интервале и дате его обновления, составе входящих в него объектов более низкого уровня или объектов более высокого порядка, включающих в себя данный объект, информацию и расположение объекта в структуре корпоративной геобазы. Данные системы, в том числе база данных метаинформации, хранятся на виртуальных серверах в РРЦОД ИОГВ в среде MS SQL Server. Для удобной навигации в системе метаинформации, редактирования и ее добавления, а также администрирования прав доступа пользователей разработано сетевое пользовательское приложение – система навигации. Доступ к системе навигации в локальной сети комитета реализуется средствами браузеров (MS Internet Explorer, Mozilla Firefox).

Для администратора базы метаданных существует специально разработанный интерфейс, который позволяет вносить изменения в метаинформацию. С целью расширения функциональных возможностей и повышения удобства использования модернизируются существующие веб-ориентированные интерфейсы доступа к базе метаданных и соответственно модернизируется ее структура.

В рамках модернизации интерфейса пользователя системы были реализованы следующие функции:

— предварительный просмотр сервиса в одном окне браузера с использованием современных технологий;

— выбор и копирование пользователем файлов легенд тематических пакетов (файлы lyr);

— ведение протокола администрирования базы метаданных, отражающего процесс редактирования метаданных и его хранение в базе метаданных;

— анализ использования информационных ресурсов по времени, частоте, пользователям, ключевым словам;

— контроль и оповещение обновления информационных ресурсов.

В 2013 году интерфейс базы метаданных был модернизирован посредством добавления функции отслеживания обновлений базы первичных данных, добавлена панель, информирующая о дате последнего обновления базы первичных данных. В 2014 году все сервисы были переведены на веб-интерфейс под управлением ArcGIS Server10. Для подробного анализа и редактирования данных реализована возможность скачивания проекта в формате .mxd на локальное место пользователя и обрабатывать данные средствами прикладного программного обеспечения ArcGIS for Desktop Advanced 10. Проведенные в 2014 году модернизация и создание новых пользовательских инструментов позволили добиться сокращения времени обработки данных и сделать поиск материалов по картографическим данным удобнее для пользователей.

Организация доступа пользователей к данным ГИС «Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга»

Особенностью организации системы является необходимость реализации пользователями совместного доступа к данным, их обработки и редактирования. Для реализации этих задач построена многоуровневая система для хранения данных системы (рис. 4). Для возможности доступа пользователей к пространственным данным с функцией многопользовательского редактирования используется технология ArcSDE.

Веб-ориентированный интерфейс позволяет пользователю получать сведения из базы данных по различным, в том числе неформализированным, запросам посредством фильтрации информационного пространства. Фильтрация осуществляется с учетом скрытых закономерностей или взаимосвязей между информацией, содержащейся в поисковом запросе и информационном пространстве.

В результате накопления и обработки данных о природопользователях Санкт-Петербурга в рамках создания системы была создана уникальная база данных, получившая название «Объединенная база данных природопользователей» (ОБДП). После развития системы данные о ОБДП составляют подсистему «Природопользователи». Многопользовательский доступ к базе данных осуществляется с помощью специальных клиентских приложений. Сервисы ОБДП ежегодно обновляются и пополняются новыми данными в зависимости от поставленных задач, модернизируются формы и вводятся новые типы документов. Благодаря многопользовательскому режиму и единому централизованному серверу данные для просмотра и внесения доступны одновременно для всех сотрудников. Такой подход позволяет всем сотрудникам эффективно работать над поставленными руководством комитета задачами.

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28.04.2015 №415 «О Правилах формирования и ведения Единого реестра проверок» была реализована возможность автоматизированной выгрузки из системы данных Комитета по государственному экологическому надзору в Федеральную государственную информационную систему «Единый реестр проверок».

Применение ГИС «Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга»

Основными источниками информации для системы являются:

— информация, вводимая пользователями в рамках формирования базы данных в функциональных подсистемах; загрузка и получение документов, представленных в файлах различных форматов;

— информация, получаемая из внешних систем операторами системы в ручном режиме путем пакетной загрузки;

— данные, вносимые администраторами системы, включая метаданные и метаописания, данные о пользователях, ролях, группах безопасности, данные представлений и о настроенных выборках.

Ежедневно данные системы используются для предоставления экологической информации организациям, органам государственной власти, общественности.

Для предоставления заключений в рамках выполнения постановлений Правительства Санкт-Петербурга, определяющих порядок взаимодействия органов государственной власти Санкт-Петербурга при подготовке и согласовании проектов планировки территории, а также ряда других процедур в комитете реализована функция многопользовательской обработки поступающей информации.

Выполнение процедуры обработки запросов, поступающих в рамках реализации постановлений Правительства Санкт-Петербурга, требует обработки данных по запрашиваемой территории несколькими подразделениями комитета. Сразу после поступления запроса информации в комитет данные о запрашиваемой территории проходят процедуру оцифровки и поступают в корпоративную базу пространственных данных системы, становясь доступными для многопользовательской работы всем задействованным подразделениям. Использование многопользовательского доступа позволяет обрабатывать данные одновременно различными специалистами, а не последовательно передавать запрос из одного подразделения в другое. Такой подход позволяет существенно повысить эффективность работы комитета и сократить время на обработку запросов. Всего в 2020 году было обработано около 2510 запросов о предоставлении заключений по предметам ведения комитета организациям и органам исполнительной власти и согласовании проектов планировки и проектов межевания. С применением многопользовательской функции доступа к данным ежедневно предоставляются сведения о состоянии окружающей среды. Принципиальная схема процедуры использования системы при разработке и согласовании проектной документации, а также ряда других процедур представлена на рис. 5.