Baza GIS dla projektu INCOWATRANS dr inż. Cezary Żrodowski Katedra Teorii Okrętu i Projektowania Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechnika Gdańska e-mail: cezaryz@pg.gda.pl

CEL projektu INCOWATRANS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Opracowanie projektów koncepcyjnych statków śródlądowych, dostosowanych do aktualnego stanu sieci krajowych dróg śródlądowych.

CEL projektu INCOWATRANS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Prace realizowane w ramach projektu obejmują 2 główne zadania związane z: projektowaniem, produkcją i eksploatacją floty statków śródlądowych, oceną stanu, planowaniem, zarządzaniem, budową i eksploatacją infrastruktury dróg wodnych. Analiza żeglowności dróg wodnych Założenia projektowe dla statku śródlądowego Projekt statku Planowanie transportu - analizy sieciowe Zarządzanie infrastrukturą - analizy przestrzenne i atrybutowe Nawigacja (przyszłe możliwości) Dane GIS Rys. 1. Plan zadań realizowanych przez narzędzia typu GIS dla projektu Incowatrans

Szczegółowe CELE budowy bazy GIS dla projektu INCOWATRANS INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Inwentaryzacja infrastruktury dróg wodnych. Analizy przestrzenne dla wygenerowania założeń projektowych floty statków. Analizy sieciowe związane z planowaniem transportu. Nawigacja – wizualizacja akwenów portowych w dużej skali i sytuacji nawigacyjnej w czasie rzeczywistym. Interfejs – integracja środowiska GIS i PLM.

ANALIZY Przedmiotem analiz są głównie: CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Przedmiotem analiz są głównie: Własności nautyczne szlaków żeglownych wynikających z ich własności batymetrycznych.

ANALIZY CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA b) Połączenia sieciowe – możliwość wyznaczania dróg transportowych wodno-lądowych.

INWENTARYZACJA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Wszystkie planowane analizy wymagają zgromadzenia danych dotyczących infrastruktury dróg wodnych. Przy niewielkim rozszerzeniu ich zakresu mogą być one z kolei wykorzystane do zarządzania obiektami infrastruktury.

INTERFEJS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Połączenie środowiska GIS z CAD i PLM w celu zapewnienia spójnego sposobu udostępniania i zarządzania danymi dotyczącymi jednostek pływających i obiektów hydrotechnicznych. Model GIS (Mapa) ma w tym przypadku wyłącznie znaczenie wizualizacyjne, pozwalające na przyjazne dla użytkownika przedstawienie zasobów rozproszonych geograficznie.

NAWIGACJA Budowa map nawigacyjnych podejść do portów itp. CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Budowa map nawigacyjnych podejść do portów itp. Śledzenie ruchu taboru w czasie rzeczywistym.

Model GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Nie istnieje spójny europejski lub krajowy standard czy wytyczne dla budowy modeli GIS dla celów żeglugowych. Istniejące modele obejmują zagadnienia związane z: Ochroną przeciwpowodziową Ochroną środowiska Aspektami prawnymi

Model GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Dla celów żeglugowych niezbędne jest uwzględnienie dodatkowych atrybutów danych, min.: Własności batymetrycznych szlaków żeglownych. Własności infrastruktury dróg wodnych (głównie budowle hydrotechniczne i oznakowanie nawigacyjne). Własności przeszkód nawigacyjnych (zmniejszenie głębokości, wysokości nad lustrem wody). Zmiennych własności hydrologicznych szlaków (zafalowanie, stan wód, zmiana rzeźby dna). Dodatkowych należy uwzględnić dane opisujące otoczenie lądowe, np.: Węzły lądowo-wodne. Drogi lądowe. Obiekty infrastruktury lądowej.

Model GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Konieczne było opracowanie modelu danych GIS , przy następujących założeniach: Praca w sieci, w środowisku rozproszonym, co pociąga za sobą: Podział zawartości na mniejsze bazy obejmujące pojedyncze warstwy Rozdział klas mogących posiadać różną reprezentację na osobne warstwy Wykorzystanie istniejących danych geograficznych opisujących drogi wodne i lądowe, co pociąga za sobą: Dopasowanie struktury modelu do istniejących danych obejmujących zagadnienia związane z żeglugą śródlądową. Dopasowanie modelu do obowiązujących wytycznych i norm polskich i europejskich (TBD, RDW)

Model GIS – Hierarchia klas CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA

Model GIS – konsultacje: CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA RZGW Gdańsk. IMGW Warszawa. CODGiK Warszawa. Urząd Morski Szczecin. Joint Research Centre (RDW). ESRI. Intergraph Wydział Oceanografii UG.

Dostępne Dane GIS MPHP (1:50 000), BDO (1:250 000), CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA MPHP (1:50 000), BDO (1:250 000), Mapy cyfrowe (1:50 000), Zdjęcia satelitarne, Dane RZGW (częściowo oparte na MPHP). Ostatecznie zdecydowano o wykorzystaniu połączonych baz: MPHP i BDO.

Dostępne Dane GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Modele pozyskanych danych zostały rozszerzone o zestaw metaatrybutów (na poziomie rekordu) ułatwiających wprowadzanie i weryfikację danych oraz o zestaw atrybutów związanych z żeglugą, np. Mosty – wysokość na lustrem wody. Cieki wodne – SWW, poprawki na stan wody, zafalowanie, kierunek prądu.

MPHP Mapa Podziału Hydrologicznego Polski Skala: 1:50 000, CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Mapa Podziału Hydrologicznego Polski Skala: 1:50 000, Zakres: cieki i zbiorniki powierzchniowe na terenie Polski. Opis własności żeglugowych: brak.

BDO Baza Danych Ogólnogeograficznych Skala 1:250 000, Zakres: CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Baza Danych Ogólnogeograficznych Skala 1:250 000, Zakres: pokrycie, podział administracyjny, przemysł, transport, hydrografia. Opis własności żeglugowych – opis klas żeglowności, niezgodny z obowiązującymi regulacjami prawnymi.

RZGW Gdańsk Kanał Elbląski – na bazie MPHP. CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Kanał Elbląski – na bazie MPHP. Dokumentacja tradycyjna (papierowa) obiektów Kanału Elbląskiego. Opis wodnych tras turystycznych (kajakowych) i kąpielisk.

Błędy danych Pozyskane dane obarczone są szeregiem błędów: CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Pozyskane dane obarczone są szeregiem błędów: Błędy topologii Błędy wartości Błędy formalne W przypadku niezgodności danych BDO i MPHP jako zasadę przyjęto dopasowanie BDO do MPHP Wszelkie zmiany w istniejących danych muszą być odpowiednio zaznaczone przy pomocy metaatrybutów.

Błędy danych Niespójność topologiczna. CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Niespójność topologiczna. Dodano ok. 200 sztucznych odcinków

Błędy danych CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Niespójność obu baz (BDO i MPHP) – skorygowano położenie ok. 300 obiektów

Błędy danych Błędne atrybuty. Skorygowano wartości ok. 20 obiektów CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Błędne atrybuty. Skorygowano wartości ok. 20 obiektów

Błędy danych Braki w danych atrybutowych i geometrycznych: CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Braki w danych atrybutowych i geometrycznych: Braki w strukturze danych (np. brak danych batymetrycznych we wszystkich dostępnych bazach, brak warstwy „mosty”). Braki w danych (np. brak nazw dla większości portów).

Przetwarzanie pozyskanych danych CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Naprawa błędów w istniejących danych – uzupełnienie struktury, uzupełnienie kompletności danych, korekta pomyłek. Zmiana struktury istniejących danych – wyłącznie przez rozszerzenie ich definicji (po usunięciu rozszerzenia poprawione dane mogą być wykorzystane w BDO i MPHP).

Wprowadzanie nowych danych CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Wprowadzono dane ok. 350 obiektów infrastruktury dróg wodnych i zarchiwizowano ok. 500 dokumentów skojarzonych z nimi (źródła: RZGW Gdańsk, Internet).

Proponowany zakres dalszych prac CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Profesjonalna weryfikacja istniejących danych Pozyskanie danych batymetrycznych szlaków wodnych. Inwentaryzacja danych „z natury”. Korekta danych BDO i MPHP w zakresie żeglowności cieków i zbiorników wodnych. Rozwiązanie problemów prawnych dotyczących upublicznienia pozyskanych dla projektu danych. Rozwój części PLM bazy danych.

Narzędzia GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Dla celów projektu pozyskano nieodpłatnie system GIS: GeoMedia v.6.0, pracujący pod kontrolą SO Windows 2000 lub Windows XP. System GeoMedia zawiera moduły niezbędne do realizacji wszystkich celów projektu: tworzenie, edycja i pielęgnacja bazy GIS, nawigacja w czasie rzeczywistym, narzędzia integracji z innymi aplikacjami GIS, CAD i PLM, narzędzia do publikacji danych GIS w Internecie.

Narzędzia GIS CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Dla celów udostępniania danych testowany jest alternatywny system Google Earth. (wymagana jest konwersja posiadanych danych do formatu kml)

Podsumowanie CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE OBRÓBKA DANYCH ANALIZA Opracowano model rozszerzający definicję istniejących danych o atrybuty żeglugowe, zgodny w znacznym stopniu z RDW i TBD. Prowadzone prace prowadzą do podniesienia jakości danych zawartych w BDO i MPHP. Przygotowano infrastrukturę (sprzętową i organizacyjną) do implementacji opracowanego modelu. Wprowadzono znaczną ilość danych dotyczących obiektów związanych z żeglugą śródlądową.