dr inż. Cezary Żrodowski

Katedra Teorii Okrętu i Projektowania

Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

Politechnika Gdańska

e-mail: cezaryz@pg.gda.pl

Baza GIS dla projektu INCOWATRANS

CEL projektu INCOWATRANS

Opracowanie projektów koncepcyjnych statków śródlądowych, dostosowanych do aktualnego stanu sieci

krajowych dróg śródlądowych.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

CEL projektu INCOWATRANSCELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

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

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.

Szczegółowe CELE budowy bazy GIS dla projektu INCOWATRANS

• 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

ANALIZYPrzedmiotem analiz są głównie:a) Własności nautyczne szlaków żeglownych

wynikających z ich własności batymetrycznych.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

ANALIZYb) Połączenia sieciowe – możliwość wyznaczania

dróg transportowych wodno-lądowych.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

INWENTARYZACJA

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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

INTERFEJS

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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

NAWIGACJA- Budowa map nawigacyjnych podejść do portów itp.

- Śledzenie ruchu taboru w czasie rzeczywistym.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Model GIS

Nie istnieje spójny europejski lub krajowy standard czy wytyczne dla budowy modeli GIS dla celów żeglugowych.

Istniejące modele obejmują zagadnienia związane z:

a) Ochroną przeciwpowodziową

b) Ochroną środowiska

c) Aspektami prawnymi

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Model GISDla 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Model GISKonieczne było opracowanie modelu danych GIS , przy

następujących założeniach:1. 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 warstwy2. 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.

3. Dopasowanie modelu do obowiązujących wytycznych i norm polskich i europejskich (TBD, RDW)

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Model GIS – Hierarchia klasCELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Puncture ClassesLine and Surface Classes

GIS_Object

Waterway

Water line

Basin

Bank

Landway

Road

Railroad

Power Line

Pipeline

Cableline

Land_Object

Fuel Station

Store

Tourist Objects

Hotel

Camping

Toilet

Scenic Point

Restaurant

Junction

Water junction

Harbour

Water structure

Waterway structure

Lock

Slip

Disturbance

Bridge

Pier

Lift

Land junction

Railway station

Truck station

Bus station

Airport

Dam

Ford

Wreck

Intake

Waste

Mark

Route

Shop

Museum

Church

Rent

Relic

Parking

Amusement

Theatre

Cinema

Border

Axis

Model GIS – konsultacje:

1. RZGW Gdańsk.

2. IMGW Warszawa.

3. CODGiK Warszawa.

4. Urząd Morski Szczecin.

5. Joint Research Centre (RDW).

6. ESRI.

7. Intergraph

8. Wydział Oceanografii UG.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Dostępne Dane GIS

• 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Dostępne Dane GIS

• 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

MPHP

Mapa Podziału Hydrologicznego Polski

Skala: 1:50 000,

Zakres: cieki i zbiorniki powierzchniowe na terenie Polski.

Opis własności żeglugowych: brak.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

BDOBaza Danych OgólnogeograficznychSkala 1:250 000,Zakres:

pokrycie, podział administracyjny, przemysł, transport, hydrografia.

Opis własności żeglugowych – opis klas żeglowności, niezgodny z obowiązującymi regulacjami prawnymi.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

RZGW Gdańsk

Kanał Elbląski – na bazie MPHP.

Dokumentacja tradycyjna (papierowa) obiektów Kanału Elbląskiego.

Opis wodnych tras turystycznych (kajakowych) i kąpielisk.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Błędy danych

• 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Błędy danych

• Niespójność topologiczna.» Dodano ok. 200 sztucznych odcinków

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Błędy danych

• Niespójność obu baz (BDO i MPHP) – skorygowano położenie ok. 300 obiektów

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

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

Błędy danych

• 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).

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Przetwarzanie pozyskanych danych

• 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).

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Wprowadzanie nowych danych• Wprowadzono dane ok. 350

obiektów infrastruktury dróg wodnych i zarchiwizowano ok. 500 dokumentów skojarzonych z nimi (źródła: RZGW Gdańsk, Internet).

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Proponowany zakres dalszych prac1. Profesjonalna weryfikacja istniejących

danych2. Pozyskanie danych batymetrycznych

szlaków wodnych.3. Inwentaryzacja danych „z natury”.4. Korekta danych BDO i MPHP w

zakresie żeglowności cieków i zbiorników wodnych.

5. Rozwiązanie problemów prawnych dotyczących upublicznienia pozyskanych dla projektu danych.

6. Rozwój części PLM bazy danych.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Narzędzia GISDla 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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Narzędzia GISDla celów udostępniania danych testowany jest

alternatywny system Google Earth. (wymagana jest konwersja posiadanych danych do formatu kml)

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA

Podsumowanie

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.

CELE

INWENTARYZACJA

INTERFEJS

NAWIGACJA

MODEL GIS

KOSULTACJE

DANE

MPHP

BDO

RZGW

BŁĘDY DANYCH

PLANY

NARZĘDZIA GIS

PODSUMOWANIE

OBRÓBKA DANYCH

ANALIZA