УМНЫЙ ЧЕТВЕРГ

Александр Сергеев: как геоинформатика влияет на жизнь города

 684

Автор: Ксения Лампова

15х4 — формат научно-популярных лекториев, где каждое мероприятие — четыре коротенькие лекции длительностью в 15 минут, за которые эксперт в той или иной области рассказывает вам о сложном простыми словами, иллюстрируя их схемами и (иногда!) таблицами с котиками. Раз в две недели по четвергам на ДГ будут появляться самые интересные лекции в сжатом формате — ничего лишнего, только по делу.

Мы законспектировали доклад самарского инженера ОАО «Самара-Информспутник» Александра Сергеева — он рассказал о том, как геоинформатика влияет на жизнь города, как работает приложение «Прибывалка» и для чего снимки из космоса стали доступны любому человеку.

Мы живём в большом городе, в нём миллион жителей и 52 квадратных километра жилой застройки. У этого города большая транспортная система, и пассажирам сложно разобраться в сотнях маршрутов. Примерно третья часть мобильных пользователей Самары использует «Прибывалку» — это такая популярная программа, с помощью которой можно узнать, какой транспорт придёт на эту конкретную остановку в ближайшем будущем. Для пользователей программа — некая магия, а на самом деле за ней стоит типичная геоинформационная система.

Есть порядка 1200 единиц транспорта, на каждой них есть датчик, и есть ещё спутники системы GPS и ГЛОНАСС, которые летают над Землёй. Датчик связывается со спутником и определяет своё местоположение. Потом датчик передаёт эти данные в копилку, и с помощью геоинформационной модели города мы можем определить, через какое время он появится на остановке. Модель — сложная программа, которая знает, как проходят в городе дороги, где проложены трамвайные рельсы, где можно поворачивать, а где нет, как идёт автобус, например, 61-го маршрута — к ней примеряются данные о местоположении транспорта и становится возможным определить его время прибытия.

Рисунок1
Как работает мобильное приложение «Прибывалка»

Чем занимается геоинформатика?

Она работает с пространственными данными в самом широком смысле этого слова. Хранит, обрабатывает, анализирует, выдаёт некоторые советы. Самые дорогие компоненты геоинформатики — люди и данные. Оборудование и железки — это уже вторичные вещи.

Какими бывают пространственные данные?

Различают три модели. Первая — растровые данные, чаще всего это космоснимки или аэрофото, которые хранятся в виде картинки с привязкой. Вторая — векторные данные, это описание объектов с чёткими границами. Это разные электронные карты типа Google Maps. Объекты описываются как формой, так и содержанием — мы знаем, какой у этого дома адрес и какие там располагаются учреждения. Третья модель — это рельеф, описание не просто поверхности, но ещё и её формы, где выше, где ниже. В любом случае все эти пространственные даннные — модель реального мира, грубее или точнее, детальнее или без подробностей — это модель того, что нас окружает.

Рисунок2

Откуда взять пространственные данные?

Самым мощным хранилищем пространственных данных до сих пор остаются бумажные карты — их можно сфотографировать или отсканировать, обрисовать и получить в компьютере цифровую карту. Во-вторых, данные дистанционного зондирования — это то, что наснимали спутники, тем более что их уже десятки, и любой человек за небольшую цену может купить себе снимок. Со снимком можно делать много чего — не просто распечатать и в рамочку повесить, но и решать всякие хитрые задачи. В-третьих, геодезические измерения — это когда человек приходит со специальными прибором на место, меряет и с высокой точностью делает описание того или иного объекта.

Где применяются геоинформационные технологии?

В природоохранной деятельности. В России очень много лесов, и в Сибири есть местности, где до ближайших населённых пунктов ехать километров 300. Леса горят, и чем быстрее МЧС узнает о происшествии, тем быстрее предпримет меры. Есть специальные спутники, которые снимают не в обычном диапазоне спектра, а в инфракрасном. Снимки в нём некрасивые, серенькие, но горячие места там выделяются яркими пятнами — за пожарами во всём мире можно наблюдать онлайн с помощью сервиса fires.kosmosnimki.ru

Рисунок3

Также во многих местах России запрещена вырубка лесов и добыча полезных ископаемых. На Самарскую область приходится всего тридцать человек, которые должны следить за этим, а область очень большая — вживую мониторить все охраняемые места эти люди смогут с интервалом месяца в два. Тут помогают ежедневные космические снимки — совмещая снимки от разных дней, мы улавливаем изменения, и отправляем человека только на подозрительные участки.

Геоинформатика может выявлять паводки и половодья — с помощью специального радарного спутника делаются снимки в июне и в апреле. Спутник не ловит солнечный свет, отражённый от земли, а посылает радиоволну, которая отражается и принимается обратно. Спутник хорошо определяет водную поверхность, и с помощью него получается локализовать и выявить места, которые были затоплены при повышении уровня воды. Эти расчёты достаточно точны, ими пользуется МЧС и другие спасательные службы — людей эвакуируют или предпринимаются другие меры предосторожности.

Рисунок4

Сельское хозяйство. Не все агрономы честные. Иногда они говорят: «Я засеял 100 гектаров пшеницы». А на самом деле засеял халтурно, по краешку, середину не засеял — с дороги-то не видно. Потом обращается в страховую, чтобы ему компенсировали «ущерб». Но снимки позволяют достоверно выявить, какая культура и в каком количестве выращивалсь на поле, и контролировать агрономов всей области.

В городе сложно подсчитать, где лучше разместить магазин, где поставить парикмахерскую: город — сложная структура. Глядя с улицы, не поймёшь, в каком районе больше молодёжи живёт, а где пенсионеров, где уже много конкурентов, а где мало. Геомаркетинг занимается тем, что собирает разные сведения о городской среде: застройке, населении и предприятиях, и даёт советы о наиболее выгодном расположении торговой точки.

Рисунок5

В городском движении часто гибнут люди. ГИБДД ведёт статистику ДТП с пострадавшими. Если эти случаи связать с дорогами, то можно выявить наиболее аварийные участки и скорректировать там схему движения. Там, где постоянно происходят аварии из-за нарушения скоростного режима, ГИБДД ставит камеры — движение замедляется, очаг аварий устраняется.

Рисунок6
Очаги аварийности в Самаре за 2013 (зелёным) и 2014 (сиреневым) год