Разработка аналитической информационной системы градостроительства и земельных ресурсов муниципалитета

Градостроительство и планирование территориального развития -это большая ответственность перед будущими поколениями, плохо продуманная пространственная организация наносит территории огромный ущерб. Для успешного планирования и развития необходим комплексный подход, учитывающий все возможные факторы из разных областей знаний, рассматривая их в причинно-следственной взаимосвязи. Территориальное развитие можно рассматривать как «деятельность по реализации потенциала региона».

Аналитическая информация имеет огромное значение для анализа работы организации и принятия управленческих решений. С ее помощью можно сделать выводы о работе за несколько лет, проследить динамику развития организации и построить прогнозы для принятия грамотных управленческих решений.

Управленческая информация в градостроительной сфере безусловно содержит пространственную составляющую взаимодействие с которой происходит через географическую информационную систему (ГИС).

Однако необходимость применения ГИС для оперативного геомоделирования требует создания нового программного обеспечения.

АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Объектом автоматизации данного исследования являются региональные и муниципальные органы государственной власти в рамках их задач в области градостроительной деятельности.

С 2019 года, в градостроительном кодексе РФ от 29.12.2004 N 190-ФЗ (ред. от 02.08.2019) (с изм. и доп., вступ. в силу с 13.08.2019) фигурирует понятие ГИС ОГД, которая, согласно статье 57 ГрК РФ должна создаваться и эксплуатироваться органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

Ведение государственных информационных систем обеспечения градостроительной деятельности, в том числе государственных информационных систем обеспечения градостроительной деятельности с функциями автоматизированной информационно-аналитической поддержки осуществления полномочий в области градостроительной деятельности, осуществляется уполномоченными органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации (подведомственными им государственными бюджетными учреждениями), органами местного самоуправления городских округов, органами местного самоуправления муниципальных районов в пределах компетенции указанных органов исполнительной власти, органов местного самоуправления путем сбора, документирования, актуализации, обработки, систематизации, учета, хранения и размещения предусмотренных частью 4 статьи 56 ГрК сведений, документов и материалов в государственных информационных системах обеспечения градостроительной деятельности в соответствии с частями 1.2 и 1.3 статьи 57 ГрК, а также подготовки, согласования, утверждения документов, предусмотренных частью 7.1 статьи 56 ГрК, осуществления иных полномочий в области градостроительной деятельности с использованием государственных информационных систем обеспечения градостроительной деятельности, в том числе государственных информационных систем обеспечения градостроительной деятельности с функциями автоматизированной информационно-аналитической поддержки осуществления полномочий в области градостроительной деятельности [1].

Таким образом региональные органы исполнительной власти должны создать и ввести в эксплуатацию региональную информационную систему градостроительной деятельности.

На рисунке (Рис. 1) ниже показаны некоторые подсистемы входящие в состав ГИС ОГД. Система должна состоять из муниципального и регионального сегментов.

Региональный сегмент

Аналитическая подсистема

Единое хранилище данных

Конвертер данных

Муниципальный сегмент

ИС ОГД Муниципальных образований

Рисунок 1 – аналитическая часть архитектуры ГИС ОГД

Муниципальный сегмент Системы состоит из муниципальных

ИСОГД, обеспечивающих выполнение ОМСУ функций в сфере градостроительства на территории соответствующих муниципальных образований:

• -    ведение делопроизводства, учет обращений и документов;

• -    учет муниципальных услуг, подготовка отчетности по муниципальным услугам (форма отчета квартальная с отчета за I квартал 2019 года № 1-ГМУ «Сведения о предоставлении

  государственных (муниципальных) услуг», форма отчета годовая с отчета за 2019 год № 2-ГМУ «Сведения о предоставлении государственных (муниципальных) услуг» [2];

• -    ведение в электронном виде Градостроительного регламента (пзз)[3];

• -    учет объектов проектирования и строительства на территории МО;

• -    автоматизация подготовки ГПЗУ [4];

• -    автоматизация подготовки Разрешения на строительство, Разрешения на ввод объекта в эксплуатацию [5].

• -    автоматизация подготовки уведомлений, необходимых для строительства или реконструкции объекта индивидуального жилищного строительства или садового дома [6];

• -    отчетность по подготовленным Разрешениям на строительство и на ввод в эксплуатацию (форма федерального статистического наблюдения № 1 -разрешение «Сведения о выданных разрешениях и уведомлениях на строительство и на ввод объектов в эксплуатацию») [7];

• -    ведение топографических планов и картографических материалов в электронном виде;

• -    импорт данных из Росреестра в электронном виде (КПТ, КВЗУ, КВОКС).

Региональный сегмент Системы состоит из следующих частей:

• -    единое хранилище данных, которое обеспечивает возможность хранения всей необходимой на региональном уровне информацию о территории;

• -    аналитическая подсистема, обеспечивающая возможность построения различных отчетов об объектах на территории региона и о градостроительных процессах, в которые они вовлечены;

• -    конвертер данных муниципальных образований, обеспечивающий периодическое обновление данных из муниципальных ИСОГД в Едином хранилище.

ОПИСАНИЕ ПОСТАНОВКИ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ

Одной из целей ГИС ОГД является повышение качества принятия управленческих решений за счет оперативности представления, полноты, достоверности и удобства форматов отображения информации. Для достижения этой цели должна быть разработана аналитическая подсистема.

Реализация аналитической подсистемы состоит из следующих этапов:

• -    написание конвертера из OLTP-системы;

• -    реализация подхода инфраструктура как код, для автоматизированного создания инфраструктуры (IaC);

• -    создание аналитических моделей;

• -    реализация сервиса аналитики;

• -    реализация презентационного слоя классического OLAP;

• -    разработка алгоритма аналитики пространственных данных;

  - реализация

  
  

  презентационного

  
  

  слоя

  
  

  аналитических

  
  

пространственных данных;

• -    реализация прогнозной подсистемы.

Важными требованиями к реализации системы являются кроссплатформенность и удовлетворение требованиям импортозамещения. Поэтому для реализации аналитического сервиса, гис-аналитической подсистемы и прогнозной подсистемы предлагается использование языка Python. Python является кросплатформенным высокоуровневым языком программирования имеющий PSFL лицензию. Данная лицензия является пермиссивной, то есть практически не ограничивающих действия разработчиков при использовании исходного кода.

Выбор Python также обусловлен наличием большого количества готовых библиотек, в том числе библиотек для работы с OLAP-технологиями. Одним из таких фреймворков является cubes framework, который позволяет работать с многомерными данными. Использование готового фреймворка позволит сократить время и стоимость разработки конечного продукта, также этого поможет достичь сubesviewer, который предоставляет готовый пользовательский интерфейс для представления результатов OLAP-анализа. Среди большого количества библиотек также можно выбрать библиотеку для реализации прогнозной системы, такую как Jupyter являющийся средством разработки для задач Data Science.

Динамическая связка пространственных данных и многомерных данных значительно расширят функциональность и аналитической системы, и встроенной геоинформационной системы. В результате такой интеграции аналитическая система получит дополнительные возможности визуального представления многомерных данных, а улучшение геоинформационной системы произойдет за счет средств формирования и управления атрибутивной и пространственной информацией.

Технологию оперативной поддержки управления также представляют экспертные системы. В одной информационной системе можно интегрировать геоинформационную систему, экспертную систему и базу данных, которые на разных этапах будут решать свои фрагменты общей задачи. Для геоинформационной системы экспертная система – это блок управления, а для экспертной системы геоинформационная система – это инструмент пространственного отображения результатов логического вывода. При этом рекомендации в процессе логического вывода формируются экспертной системой с учетом результатов геомоделирования выбранного сценария. Развитие интеграционных подходов для экспертных систем и ГИС также является актуальной задачей [8].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В результате проведенного исследования была разработана архитектура предлагаемой реализации аналитической подсистемы, которая представлена на рисунке 2.

Данная архитектура реализует стандартный ETL-процесс (ExtractTransform-Load). То есть происходит выгрузка данных из OLTP-системы с помощью конвертера в промежуточную базу данных. Из промежуточной базы данные попадают в аналитический сервис, который преобразуется их в специальную модель схемы «звезда» и помещает в OLAP-хранилище.

Данный сервис связан с гис-аналитической подсистемой, прогнозной подсистемой и презентатором и служит интерфейсом для доступа к OLAP-хранилищу.

Благодаря реализации подхода инфраструктура как код представленная архитектура позволит подключать к аналитической подсистеме множество OLTP-систем, делая ее универсальной. Для создания такой инфраструктуры предлагается использовать Docker, также является кроссплатформенным.

Рисунок 2 – архитектура аналитической подсистемы ГИС ОГД

В перечисленных в разделе 1 функциях ОМСУ приведены ссылки на утвержденные формы аналитической отчетности, по одной из которых был сформирован пример выходного отчета, который будет выдавать аналитическая подсистема (Рис. 3).

А Группировать no:

Объекты                                  Строящиеся                          Введенные в эксплуатацию

• Вид назначения

О Муниципальное образование		Площадь (кв.м)	Количество (шт.)	Площадь (кв.м)	Количество (шт.)
О Месяц	Многоэтажный многоквартирный дом	390054,42	12	106811,4	"2
Фильтровать по:	Среднеэтажный многоквартирный дом	15878,65	2	0,0	0

Сформировать отчет

Рисунок 3 – пример выходного отчета

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований обоснована актуальность выбранной темы в соответствии с требованиями законодательства РФ.

Предложена архитектура реализации аналитической подсистемы ГИС ОГД, поставлены основные задачи и обоснован выбор средств для их решения. Также продемонстрирован конечный результат работы классической OLAP-подсистемы.