Opracowanie eksperckie

Transkrypt

1 Opracowanie eksperckie pt. Zastosowanie narzędzi informatycznych, wykonanych w ramach projektu dla potrzeb optymalizacji sieci monitoringu wód powierzchniowych, prezentacji danych on-line oraz usprawnienia pracy w WIOŚ Kraków mgr inż. Lidia Gutowska-Siwiec Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie Warszawa Listopad 2009 r.

2 PODSTAWY FORMALNE Podstawą formalną niniejszego opracowania eksperckiego jest Umowa NR 58/PL0302/2009 zawarta pomiędzy: Wojewódzkim Inspektoratem Ochrony Środowiska w Krakowie, Kraków, Plac Szczepański 5, reprezentowanym przez mgr inż. Pawła Ciećko Małopolskiego Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Środowiska przy kontrasygnacie Głównej Księgowej Barbary Raźny Tatara, a Lidią Gutowską - Siwiec, zamieszkałą w Warszawie przy ul. Klaudyny 36 m. 75, Warszawa, na sporządzenie opracowania eksperckiego pt. Zastosowanie narzędzi informatycznych, wykonanych w ramach projektu dla potrzeb optymalizacji sieci monitoringu wód powierzchniowych, prezentacji danych on-line oraz usprawnienia pracy w WIOŚ Kraków. ZAKRES OPRACOWANIA Zakres objętego umową opracowania obejmuje: Charakterystykę merytoryczną, funkcjonalną i informatyczną bazy danych wg. założeń projektowych Charakterystykę merytoryczną funkcjonalną i informatyczną aplikacji GIS wg. założeń projektowych Ocenę zrealizowanego systemu bazy danych wg. kryteriów merytorycznych, funkcjonalności oraz kryteriów technicznych

3 Ocenę zrealizowanego systemu aplikacji GIS wg. kryteriów merytorycznych, funkcjonalności oraz kryteriów technicznych Ocenę przydatności nowych narzędzi informatycznych (CS-17 w zakresie automatycznego przesyłania danych monitoringowych do bazy danych, bazy danych i aplikacji GIS) do usprawnienia pracy WIOŚ Kraków w zakresie planowania i prowadzenia monitoringu wód oraz wykonywania ocen Wnioski i zalecenia MATERIAŁY ŹRÓDŁOWE Opracowanie przygotowane zostało w oparciu o następujące materiały dostarczone przez Zleceniodawcę: 1. Opracowania: Analiza danych, zasobów i potrzeb WIOŚ w zakresie analizy danych przestrzennych; opracowanie koncepcji i [projektu wstępnego Analizatora GIS (AGIS) Określenie kryteriów optymalności sieci monitoringu wód, określenie zasad i algorytmów optymalności sieci. Określenie podstaw analizy finansowej prowadzenia monitoringu w różnych wariantach sieci Opis wersji testowej aplikacji AGIS wraz z jej instrukcją obsługi Założenia i koncepcja generalna rozwiązań technicznych bazy danych o jakości wód (BDOJW) Projekt techniczny bazy danych monitoringu wód (BDMW2010) 2. Instrukcje do testowania bazy danych.

4 1. Charakterystyka merytoryczna, funkcjonalna i informatyczna bazy danych wg założeń projektowych Baza danych monitoringu wód BDMW zaprojektowana została przy założeniu, że będzie stanowiła część większego systemu wspomagającego gromadzenie, przetwarzanie i udostępnianie danych o jakości wód. Przy projektowaniu tej bazy przyjęto szereg założeń wynikających z przesłanek merytorycznych, funkcjonalnych i informatycznych. Założono, że baza powinna mieć charakter scentralizowany, wielodostępny, gwarantować pełne bezpieczeństwo i poufność danych w niej zapisanych i w układzie logicznym składać się z: 1. modułu wprowadzania danych hydrograficznych i pomiarowych; 2. modułu weryfikacji danych; 3. modułu udostępniania danych raportowania i udostępniania w Internecie; Ponadto baza danych o jakości wody winna spełniać następujące warunki : posiadać interaktywny interfejs graficzny; umożliwiać łatwe importowanie danych z bazy danych JaWo (jako jednorazowa operacja); umożliwiać import wyników analiz laboratoryjnych z systemu zarządzania pracą laboratorium (typu LIMS); umożliwiać graficzną prezentację punktów pomiarowo-kontrolnych (ppk) na mapie GIS; umożliwiać odniesienie treści o charakterze przestrzennym (np. lokalizacji punktów pomiarowych, presji, itp.) do mapy sieci hydrograficznej wód (MPHP), jednolitych części wód (JCW) oraz map topograficznych; prezentować w formie wykresów wyniki wartości wskaźników dla danego punktu pomiarowo-kontrolnego z wielolecia, zmienność wskaźnika w czasie i przestrzeni (wzdłuż koryta rzecznego),histogram częstości wartości wskaźnika; prezentować dane pomiarowe w formie raportów spełniających wytyczne zawarte w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia r. w sprawie klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych (Dz.U. Nr 162 poz.1008); przygotowywać dane w formie umożliwiającej ich łatwą publikację w Internecie; umożliwiać dodawanie nowych wskaźników do słowników, przy czym aktualny zakres słowników powinien obejmować obowiązujące prawodawstwo;

5 dawać możliwość uzupełniania wyników pomiarów o dodatkowe informacje np. komentarze i uwagi do poborów oraz pomiarów i ich wyników; posiadać funkcje analizy wskaźników zgodne z wymogami analizy danych zawartymi w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych (Dz.U.Nr 162 poz.1008); Lokalizację bazy, jako bazy scentralizowanej, przewidziano na serwerze do tego przeznaczonym (wyposażonym w system Windows Serwer 2008 i odpowiednią liczbę licencji CAL) do którego użytkownicy będą logować się ze swoich stacji. Zalecono podwójne logowanie przy połączeniach zdalnych. 2. Charakterystyka merytoryczna funkcjonalna i informatyczna aplikacji GIS wg. założeń projektowych W ramach projektu zaproponowano zastosowanie Analizatora GIS (AGIS) jako systemu służącego do wspomagania projektowania sieci monitoringowej, a będącego rozszerzeniem oprogramowania grupy ArcGIS Desktop (dystrubuowanego obecnie w formie projektu ArcMap (*.mxd)). Założono, że wszystkie funkcje AGIS będą zebrane w pasku zadań o nazwie Analizator GIS, włączanym jak każdy inny pasek Windows, pogrupowane jako: ustawienia obejmujące funkcje diagnozy systemu i deklarowania podstawowych ustawień analizy obejmujące funkcje do analizy i optymalizacji sieci monitoringu programy i koszty obejmujące funkcje do analizy programów monitoringu oraz kosztów sieci monitoringu Funkcje dostępne w menu ustawienia dają informacje o stanie systemu jak również pozwalają na utworzenie plików służących do przekształcenia warstwy cieków MPHP na zestaw danych o topologii sieci.

6 W menu analizy dostępnych jest szereg funkcji nawiązujących do topologii sieci rzecznej między innymi pozwalających na stwierdzenie jakie są zależności między punktami monitoringowymi, jakie są zlewnie do nich przyporządkowane i jaka jest odległość między nimi jak również funkcje związane z wybieraniem jednolitych części wód (JCW), przy czym AGIS wyposażony jest w mechanizm pozwalający na przypisanie każdej liniowej JCW odpowiadających jej zlewni elementarnych, a także grupa funkcji panel narzędzi JCW, który ma zawierać zestaw narzędzi służących wykonywaniu zadań z danymi powiązanymi z JCW. Menu programy i koszty obejmuje funkcje podające informacje o wskaźnikach, wiążące programy pomiarowe ze wskaźnikami oraz określające koszty prowadzenia monitoringu. 3. Ocena zrealizowanego systemu bazy danych wg. kryteriów merytorycznych, funkcjonalności oraz kryteriów technicznych Baza danych monitoringu wód BDMW ma za zadanie kontrolę i weryfikację danych (wprowadzanych ręcznie, z programu LIMS i wczytywanych z pliku tekstowego), ich gromadzenie i przetwarzanie oraz raportowanie i wizualizację. Zadania te spełnia opracowana baza danych BDMW 2010 w ramach funkcji pogrupowanych pod poszczególnymi opcjami menu głównego: 1. Hydrografia obejmuje funkcje modułu obsługi danych hydrograficznych bazy, 2. Sieć pomiarowa pozwala na zarządzanie danymi o punktach i programach pomiarowych, 3. Pomiary umożliwia zarządzanie poborami i wynikami pomiarów, 4. Oceny pozwala na wykonywanie ocen jakości wód, zapisywanie wyników w raportach oraz wprowadzanie danych wartości granicznych wykorzystywanych w algorytmach ocen, 5. Wykresy umożliwia tworzenie na podstawie danych podstawowych wykresów, 6. Raporty umożliwia tworzenie i zapisywane raportów na potrzeby programu WISE,

7 7. GIS pozwala na wizualizację niektórych informacji zawartych w bazie w postaci map cyfrowych, 8. Administracja służy do zarządzanie uprawnieniami użytkowników bazy, administracji słownikami, obsługi parametrów systemu, importu danych z laboratorium, eksportu danych do portalu WWW. Ad1. Moduł hydrograficzny obejmuje rzeki, jeziora, zlewnie, jednolite części wód dla rzek i jezior (rozdzielone ze względu na różną specyfikę ) oraz odcinki rzek (odniesienie do bazy JaWo). Schemat obsługi danych hydrograficznych został ujednolicony i składa się z: etykiety informacyjnej, tabeli głównej z podstawowymi informacjami o elementach środowiska wodnego, paska przycisków obsługi tabeli głównej służącego do jej edycji i poruszania się między rekordami informacji z dodatkowych tabel. Moduł wykorzystuje informacje zawarta w obowiązującej wersji MPHP. Ujednolicenie jakiego dokonano w BDMW polega na uwzględnieniu faktu zmiany jaka dokonuje się w momencie przejścia z zapisu informacji w systemie JAWO na nowy system w bazie ORACLE. Dane hydrologiczne starego systemu zostały przetłumaczone na obowiązujący system hydrograficznego podziału Polski. Dzięki temu w BDMW możliwe jest sięgnięcie do i analizowanie danych historycznych. Zostały one podzielone na trzy grupy : najstarsze (sprzed roku 2005), dane z lat (dane po wejściu Polski do UE) oraz najnowsze (z lat ). Ad2 Opcja sieć pomiarowa/programy pomiarowe pozwala na przedstawienie listy obiektów, wyszukanie obiektów wg kryterium użytkownika, edycję konkretnego obiektu oraz dodanie nowego ppk lub programu. Użytkownik ma więc możliwość: dopisania nowego punktu pomiarowego;

8 zmiany wszystkich parametrów punktu pomiarowego; skasowania lub przeniesienia do archiwum punktu pomiarowokontrolnego. przywrócenia punktu z archiwum. wprowadzenia lub modyfikacji danych o programach pomiarowych; powiązania programu pomiarowego z listą obowiązujących wskaźników; powiązania programów pomiarowych z punktami pomiarowo-kontrolnymi BDMW realizuje powyższe funkcjonalności w oparciu o nowoczesne menu. Operacje te realizowane są przez użytkowników o odpowiednich uprawnieniach nadawanych przez administratora systemu. BDMW jest dobrze zabezpieczona przed nieuprawnionym, niepożądanym lub niewłaściwym wprowadzaniem danych lub zmianami informacji w bazie oraz przed skutkami awarii. Ad 3. Opcja Pomiary/pobory pozwala na wyszukiwanie potrzebnego poboru, tworzenie i rejestrację nowego poboru, uzupełnienie danych o poborze, wprowadzenie lub przejrzenie wyników pomiarów ich modyfikacje lub skasowanie. Istotną funkcjonalnością BDMW jest półautomatyczny pobór wyników analiz prób wody z laboratorium chemicznego. Pobór automatyczny nie był możliwy ze względu na zachowanie norm ISO dot. bezpieczeństwa i jakości danych. Wyniki pomiarów biologicznych są wczytywane poprzez interface BDMW do bazy odrębnie, w momencie ich dostarczenie przez wyspecjalizowane laboratorium biologiczne. Wprowadzony w BDMW 2-stopniowy system kontroli wprowadzanych danych umożliwia przechowywanie i przetwarzanie danych o wysokim stopniu wiarygodności Wprowadzone pomiary podlegają weryfikacji. Każdy pomiar może mieć jeden z czterech statusów: - nowy; - zatwierdzony - zaakceptowany przez administratora merytorycznego - niepewny.

9 W programie są zaimplementowane narzędzia do przeprowadzania weryfikacji i udostępniania danych, zgodnie z ich statusem (tj. na przykład operator nie może edytować danych zatwierdzonych przez administratora, w analizach uwzględnianie są tylko dane zaakceptowane itp.). Ad 4. Opcja Oceny umożliwia przeprowadzenie analizy stanu wód i dokonanie : klasyfikacji stanu ekologicznego wód, klasyfikacji potencjału ekologicznego wód, oceny jakości wód pod kątem eutrofizacji ze źródeł rolniczych, oceny jakości wód pod kątem eutrofizacji ze źródeł komunalnych, oceny jakości wód pod kątem przydatności do zaopatrzenia ludności w wodę do spożycia, oceny jakości wód pod kątem przydatności do celów rekreacyjnych, oceny jakości wód pod kątem przydatności do bytowania ryb. Zastosowane algorytmy automatycznie dokonują selekcji wskaźników danych pomiarowych, na podstawie których wykonywane są analizy, po podaniu roku kalendarzowego, dla którego przeprowadzana jest analiza oraz JCW lub PPK. Wartości graniczne, z którymi porównywane są wyniki danych pomiarowych wprowadzane są do bazy danych za pomocą okien dialogowych. Schemat wyświetlania wyników analizy odpowiada wytycznym zawartym w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia r. w sprawie klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych (Dz.U. Nr 162 poz.1008). Istotnym jest, że raport z tabeli okna prezentacji wyników, poza jego bezpośrednim wydrukiem, może być zapisany w formacie arkusza kalkulacyjnego Excela co umożliwia dalsze jego wykorzystywanie. Ta funkcjonalność BDMW jest najmocniejszą stroną bazy. Jest ona w istocie pierwszym tego typu rozwiązaniem w informatyce zastosowanej do systemu monitoringu w Polsce. Tabela ocen generowana na żądanie dla poszczególnych ppk oraz dla Jednolitych Części Wód (JCW) umożliwia prawie natychmiastową klasyfikację wód i ocenę wód powierzchniowych ze względu na wymienione wyżej

10 typy ocen. Jest to unikalna własność bazy danych monitoringu w skali Kraju oraz (prawdopodobnie także) w skali Europy. W BDMW wykorzystane zostały wyniki pracy naukowo badawczej 28/PL0302/2009 pt. Opracowanie i testowanie metod statystycznej analizy danych monitoringu wód dla potrzeb: optymalizacji pomiarów, opracowania ogólnego systemu ocen stanu wód powierzchniowych, oceny jakości wód i raportowania zgodnie z Ramową Dyrektywą Wodną, oraz testowanie i ocena możliwości wzmocnienia systemu kontroli i monitoringu presji poprzez wdrożenie automatycznych pomiarów jakości wód - opracowanie metodyki interpretacji danych z pomiarów automatycznych. Zwłaszcza ocena stopnia eutrofizacji wód, która nie znalazła jeszcze umocowania w prawie polskim została wprowadzona do systemu informatycznego po raz pierwszy. Ad 5 Opcja Wykresy pozwala użytkownikowi, dzięki narzędziom w które została wyposażona baza, na uzyskanie interpretacji graficznej : zależności wartości wybranego wskaźnika od czasu dla określonego punktu pomiarowego, zmiany w czasie kilku (maksymalnie czterech) wskaźników na jednym wykresie w celu łatwiejszego porównania dynamiki zmienności tych wartości w wybranym punkcie pomiarowym zmienności wybranego wskaźnika w danej chwili czasowej w zależności od lokalizacji poszczególnych punktów pomiarowych wzdłuż biegu rzeki Ponadto istnieje możliwość uzyskania histogramu częstości definiującego statystyczny rozkład wartości dla danego wskaźnika w wybranym punkcie pomiarowym. Prezentacja graficzna klasyfikacji wód oraz ocen Jednolitych Części Wód z możliwością udostępnienia tej informacji na portalu internetowych jest bardzo istotną zaletą BDMW. Dzięki tej funkcjonalności użytkownik spoza kręgu WIOŚ może uzyskać bezpośrednią informację o stanie wód w województwie. Obsługa

11 interakcyjnej strony internetowej BDMW jest niezwykle prosta a zakres i sposób prezentowanej informacji o jakości wód jest zrozumiały dla nieprofesjonalistów. Ad 6 Opcja Raporty pozwala na tworzenie automatycznie 10 typów raportu (po 5 dla rzek i jezior) na potrzeby programu WISE: substancje niebezpieczne i inne determinanty chemiczne w rzekach lub jeziorach dane zagregowane (Hazardous Substances and Other Chemical Determinants in Rivers/Lakes - Aggregated Data) substancje niebezpieczne i inne determinanty chemiczne w rzekach lub jeziorach dane niezagregowane (Hazardous Substances and Other Chemical Determinands in Rivers/Lakes - Disaggregated Data) substancje biogenne i determinanty fizyko-chemiczne w rzekach lub jeziorach dane zagregowane (Nutrients and General Physico- Chemical Determinands in Rivers/Lakes - Aggregated Data) substancje biogenne i determinanty fizyko-chemiczne w rzekach lub jeziorach dane niezagregowane (Nutrients and General Physico- Chemical Determinands in Rivers/Lakes - Disaggregated Data) charakterystyka stacji monitoringowych na rzekach lub jeziorach (Physical Characteristics of River/Lakes Monitoring Stations). Autorzy systemu zdecydowali się na stworzenie funkcjonalności wspierania raportowania uznając, że sieć monitoringu będzie jeszcze przez wiele lat zmieniać się zarówno fizycznie (powstawanie i likwidacja ppk) jak i merytorycznie nowe rozporządzenia wprowadzać będą nowe programy pomiarowe a interpretacja wyników pomiarów monitoringu wód ulęgać będzie ciągłym modyfikacjom w skali europejskiej. Tym samy zakres raportowania będzie ulegał nieustannym zmianom. Z tego punktu widzenia decyzję twórców systemu należy uznać za jak najbardziej prawidłową. Zmieniająca się struktura raportów wymagać będzie prezentowania wyników monitoringu wód w różnych układach oraz ze zmieniającymi się

12 wymaganiami interpretacyjnymi. BDMW będzie dostarczać niezbędnej zrestrukturyzowanej informacji faktograficznej do raportów jakie WIOŚe tworzą i będą tworzyć na potrzeby regionu (województwa), Kraju oraz Unii Europejskiej. Ad 7.GIS W systemie występują dwa rodzaje podsystemów GISowych: a) Analizator GIS (AGIS) opisany uprzednio zaawansowany system GIS-owski realizujący w zasadzie swoje operacje i analizy off-line jednakże z możliwością pobrania na żądanie danych/informacji z BDMW a następnie ich przetwarzania; b) Mini-GIS niewielki program GIS-owy sprzężony z BDMW umożliwiający online lokalizację przestrzenną punktów pomiarowych, których dotyczą operacje wykonywane w bazie BDMW. Na przykład wprowadzaniu i weryfikacji danych do BDMW w ppk. towarzyszy niewielka mapka GISowa przedstawiająca rzekę na której znajduje się dany ppk wraz z tym punktem oraz z jego sąsiedztwem. Ad 8. Administracja Ważną cechą BDMW jest bezpieczeństwo danych pomiarowych zawartych w bazie. Na politykę bezpieczeństwa BDMW składają się następujące elementy: a) identyfikacja i autentykacja, b) poufność, c) integralność. a) Identyfikacja i autentykacja. Do pracy z programem uprawnieni są tylko użytkownicy zarejestrowani. Każdy użytkownik ma przypisaną rolę i uprawnienia do działania na ściśle określonych

13 danych i wykonywania wybranych operacji. Podczas uruchamiania programu potencjalny użytkownik musi wprowadzić swój identyfikator (login) i hasło. W zależności od wyniku weryfikacji danych, system jest uruchamiany z odpowiednimi uprawnieniami lub nie uruchamia się. b) Poufność. Dane przechowywane w systemie i przesyłane z serwera na stacje robocze użytkowników powinny być dostępne tylko dla uprawnionych osób. Z jednej strony zasady dostępu zdefiniowane są w systemie uprawnień. Z drugiej strony należy zabezpieczyć dane przed podsłuchaniem w czasie ich przesyłania w sieci Internet. Wszelkie transmisje danych powinny być szyfrowane, odbywać się w infrastrukturze sieci VPN. c) Integralność. Integralność danych może być naruszona przez nieprawidłowe wprowadzanie danych lub przez błędy transmisji. Integralność wprowadzanych danych musi być zapewniona przez system reguł skojarzonych z odpowiednimi formularzami. Dane muszą być kontrolowane w czasie ich wprowadzania lub modyfikacji oraz w trakcie zapisywania w bazie danych. W bazie danych BDMW należy przechowywać informacje o użytkowniku, który utworzył rekord danych oraz o użytkowniku, który dokonał ostatniej modyfikacji rekordu wraz z datami tych wydarzeń. Takie rozwiązanie pozwoli na odtworzenie historii zmian w przypadku wprowadzenia błędnych danych i naruszenia integralności bazy. System jest wyposażony w mechanizmy wycofywania się z efektów ostatniej, nieudanej transmisji, która mogła się nie udać z powodu problemów z siecią lub została przerwana przez użytkownika. Zadanie to leży po stronie silnika bazy danych. Jedną z podstawowych zalet bazy danych BDMW jest możliwość dokonywania klasyfikacji wód do których zobowiązują aktualne przepisy dotyczące monitoringu jakości i klasyfikacji wód. Dotychczas WIOŚ nie dysponował żadnymi zautomatyzowanymi narzędziami komputerowymi do wykonywania takich ocen. BDMW dokonuje także oceny wód powierzchniowych pod względem kryteriów nie objętych obecnymi przepisami prawnymi: oceny wód pod kątem eutrofizacji ze źródeł komunalnych, oceny jakości wód pod kątem przydatności do celów rekreacyjnych. Opcje administracyjne dostępne są tylko dla użytkowników, którym przyznano taką rolę, a co za tym idzie, odpowiednie uprawnienia.

14 Administrowanie w programie polega na: - zarządzaniu użytkownikami a więc tworzeniu użytkowników, zmianie haseł, nadawaniu im ról, kasowaniu użytkowników; - zarządzaniu słownikami. Występujące w systemie słowniki są słownikami otwartymi. Dzięki temu możliwa jest reakcja administratora na zmieniające się warunki zewnętrzne (np. zmiana listy obowiązujących wskaźników) i dostosowanie bazy i aplikacji do nich bez potrzeby angażowania informatyków. Opcja zarządzania słownikami pozwala na ich przeglądanie, edycję, kasowanie elementów i dopisywanie nowych. Wprowadzone zmiany natychmiast są widoczne na innych formularzach. - definiowaniu parametrów programu, np. adresów wewnętrznych i zewnętrznych, nazw baz (Oracle i MySQL baza obsługująca portal) i sposobów dostępu do nich, - importowaniu danych z programu laboratoryjnego CS-17. Import polega na wskazaniu pliku z danymi umieszczonego w określonym w parametrach programu miejscu. Plik ten jest generowany w programie CS-17. Po bezbłędnym wczytaniu danych plik jest przenoszony do archiwum. Pomiary są widoczne na formularzach służących do ich przeglądania i weryfikacji. - wysyłaniu danych o PPK, JCW, wskaźnikach, pomiarach bieżących, zagregowanych pomiarach rocznych do portalu Oceniając zrealizowany system BDMW pod względem merytorycznym, funkcjonalności oraz technicznym należy stwierdzić, że omawiana baza zawiera szereg innowacyjnych rozwiązań, które są kluczowe z punktu widzenia zadań jakie spoczywają na WIOŚ-ach,

15 4. Ocena zrealizowanego systemu aplikacji GIS wg. kryteriów merytorycznych, funkcjonalności oraz kryteriów technicznych Analizator GIS (AGIS) jest rozszerzeniem pakietu ArcGIS, uważanego za najpopularniejsze i najlepsze oprogramowanie typu desktop GIS. AGIS jest dystrybuowany w formie projektu ArcMap, łącząc zalety domyślnych funkcji istniejących w ArcGIS z wyspecjalizowanymi funkcjami, dostosowanymi do potrzeb użytkowników z WIOŚ. Funkcje dostępne w AGIS należą do trzech kategorii: 1. Funkcje badające i raportujące topologiczne zależności istniejące w sieci rzecznej. Są to funkcje np. znajdujące zlewnie dla danego odcinka rzecznego lub całą sieć rzeczną przyporządkowaną danemu punktowi. 2. Funkcje wspomagające znajdowanie JCW kwalifikujące się do monitoringu diagnostycznego, operacyjnego i badawczego (zgodnie z rozporządzeniem monitoringowym, tj. rozporządzeniem MŚ z dnia 13 maja 2005 r. w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych ) 3. Funkcje obliczające dla wybranych punktów koszty prowadzenia monitoringu oraz analizujące programy pomiarowe. Ad 1 Funkcje analizujące zależności sieci rzecznej są niedostępne w standardowej (tj. pozbawionej dodatkowych, płatnych rozszerzeń) wersji ArcGIS. Nie można w ArcGIS w łatwy sposób znaleźć np. przebiegu granic i łącznej powierzchni zlewni wskazanego dopływu Dunajca, nie jest dostępna funkcja mierząca długość sieci rzecznej czy podająca odległość mierzoną po rzece między dwoma punktami monitoringowymi. Wszystkie te funkcje są dostępne w AGIS. Dzięki nim sieć rzeczna, na której jest projektowana sieć monitoringu, staje się strukturą o łatwo poznawalnych własnościach, tym samym czyniąc projektowanie sieci ppk łatwiejszym. Ad 2 AGIS dysponuje mechanizmami wspomagającymi oznaczanie i wybieranie JCW spełniające kryteria kwalifikujące je do poszczególnych typów monitoringu. Są to np.

16 JCW położone na ciekach o zmiennym przepływie, w pobliżu granicy państwa, o powierzchni zlewni większej niż graniczna, potencjalnie zanieczyszczane substancjami priorytetowymi i inne. Zastosowanie tu AGIS łączy się z dwiema korzyściami. Po pierwsze, wykorzystanie dedykowanych funkcji AGIS do wyznaczania określonych JCW jest nieporównywalnie szybsze niż robienie tego w GIS ręcznie. Po drugie, AGIS w uporządkowany sposób gromadzi informacje o wybranych JCW można się spodziewać, że bez użycia tego systemu dane te byłyby zapisywane w chaotyczny, niespójny sposób. Przy okazji warto wspomnieć, że AGIS wymusza (czy, mówiąc ściślej, proponuje) wprowadzenie takiego zorganizowania także dla innych zestawów danych: dla tzw. presji czy dla danych pochodzących z wykazów RZGW. Ad 3. AGIS pozwala na oszacowanie kosztów prowadzenia monitoringu dla danego zbioru punktów i okresu. Korzysta się tu głównie z danych o przypisaniu programów pomiarowych do punktu, o powiązaniu analiz wskaźników z programami pomiarowymi oraz o kosztach analiz wskaźników. Użytkownik może wprowadzać swoje scenariusze, tj. zbiory danych uwzględniające np. różne warianty zawartości programów pomiarowych lub różne koszty i po zadeklarowaniu tych danych uzyskuje w czasie rzeczywistym odpowiedź dla danego punktu, dla programu w punkcie, dla zbioru punktów. Oczywiście te funkcje bardzo silnie zależą od jakości danych wejściowych zadeklarowanie nierealnych kosztów jednostkowych na wejściu powoduje niezgodne z rzeczywistością koszty łączne na wyjściu. Istniejący moduł liczenia kosztów jest prawdopodobnie pierwszą w kraju aplikacją pozwalającą w automatyczny sposób określić koszty prowadzenia działalności monitoringowej. AGIS jest dostosowany do danych przestrzennych obecnie wykorzystywanych w WIOŚ. W szczególności są to warstwy MPHP (Mapa Podziału Hydrograficznego Polski, głównie sieć rzeczna, zlewnie i jeziora) oraz JCW (jednolitych części wodnych). Wprowadzenie w przyszłości nowych wersji tych warstw jest uwzględnione w systemie jego budowa jest pod tym względem otwarta, umożliwiając pracę np. danymi o różnych strukturach tabel atrybutów. Wszystkie ważne ustawienia decydujące o środowisku pracy AGIS, o danych wejściowych i o postaci wyników, są zapisane w najprostszej możliwej postaci w

17 formacie pliku tekstowego, który może być edytowany i dostosowywany do indywidualnych potrzeb różnych użytkowników systemu. Na każdym etapie projektowania AGIS brane było pod uwagę jego ewentualne wykorzystanie w pozostałych inspektoratach. Dlatego powstały system można uznać za uniwersalny, łatwy do dostosowania do pracy w dowolnym inspektoracie w Polsce. Jest to bez wątpienia system rozwojowy, który ma szansę pozytywnie wpłynąć na jakość pracy z GIS w inspektoratach całego kraju. 5. Ocena przydatności nowych narzędzi informatycznych (CS-17 w zakresie automatycznego przesyłania danych monitoringowych do bazy danych, bazy danych i aplikacji GIS) do usprawnienia pracy WIOŚ Kraków w zakresie planowania i prowadzenia monitoringu wód oraz wykonywania ocen W ramach projektu powstało szereg narzędzi usprawniających lub całkowicie zmieniających funkcjonowanie monitoringu wód w obszarze działania WIOŚ Kraków. Powstało szereg funkcjonalności, które do tej pory nie istniały, mianowicie: możliwość przesyłania/wymiany informacji dotyczącej jakości i klasyfikacji wód powierzchniowych pomiędzy delegaturami WIOŚ możliwość przesyłania/wymiany informacji dotyczącej jakości i klasyfikacji wód powierzchniowych pomiędzy WIOŚami i GIOŚerm możliwość automatycznej zmiany programów pomiarowych, lokalizacji i przeznaczenia punktów pomiarowych na rzekach w obszarze działania WIOŚu uspójnienie informacji pomiarowej z informacja przestrzenna oraz ocenami JCW w obszarze działania WIOŚu możliwość ustalania listy mierzonych wskaźników

18 możliwość automatycznego generowania wszystkich rodzajów klasyfikacji i ocen jakości wód w ppk oraz w JCW udostępnienie informacji o jakości wód powierzchniowych w obszarze działania WIOŚu na interakcyjnej stronie internetowej wsparcie procesu raportowania wyników monitoringu wód powierzchniowych w skali województwa i w skali Kraju. udostępnienie i wizualizacja informacji przestrzennej o punktach pomiarowych sieci monitoringu wód oraz o programach pomiarowych (analizator AGIS) wspomaganie planowania nowych i likwidowania zbędnych punktów pomiarowych (analizator AGIS) przestrzenna wizualizacja ocen jakości wód powierzchniowych w obszarze działania WIOŚu możliwości obliczania/modyfikowania kosztów funkcjonowania (danej) sieci monitoringu. (analizator AGIS) informacje o źródłach zanieczyszczeń wód powierzchniowych (lokalizacja wylotów ścieków) a także o JCW w obszarze których zlokalizowane są źródła zanieczyszczeń objęte wykazem PRTR zinwentaryzowane i zgromadzone w analizatorze AGIS czynią to narzędzie przydatnym nie tylko dla potrzeb tworzenia i optymalizacji sieci monitoringu, ale również umożliwiają komórkom WIOŚ kontrolującym przestrzeganie przepisów w zakresie korzystania ze środowiska efektywnie planować działania kontrolne w oparciu o wyniki monitoringu, W przypadku wystąpienia niepożądanych zjawisk (np. śniecie ryb) i ponadnormatywnych zanieczyszczeń o charakterze poważnej awarii informacja zawarta w AGIS pozwala ustalić lub wyeliminować potencjalne źródło zanieczyszczenia. w przypadku planowania i optymalizowania sieci monitoringu powyższe informacje umożliwiają uniknąć niewłaściwej lokalizacji punktu pomiarowo kontrolnego (np. w pobliżu źródeł zanieczyszczeń lub w obszarze ujęcia)

19 współdziałanie BDMW i AGIS umożliwia :ograniczenie błędu ludzkiego przy wprowadzaniu danych, skraca czas oczekiwania na wynik i jego udostępnianie społeczeństwu, ogranicza ilość wytwarzanych w WIOŚ dokumentów w formie wydruków i ich powielanie funkcjonalności: raportowania i udostępniania informacji o sieci monitoringu, o klasyfikacji wód powierzchniowych oraz ocen JCW spełniają większość wymagań UE w zakresie dyrektywy INSPIRE, systemu WISE i SEIS możliwości współpracy z programami zewnętrznymi (CS-17, Excel) możliwości wykorzystania danych do tworzenia raportów ad-hoc w programach raportujących (GenRap, Cristal Reports itp.) 6. Wnioski i zalecenia Baza BDMW posiada bogaty graficzny interfejs użytkownika co sprawia, że praca z nią jest przystępna i daje duże możliwości prezentacji wyników w formie graficznej. Przyjęta technologia spełnia najnowocześniejsze warunki techniczne, dostosowana jest do aktualnie obowiązujących Polskę wymagań prawnych, a jednocześnie pozwala na łatwe importowanie danych z wykorzystywanej dotychczas relacyjnej bazy danych dbf bazującej na systemie operacyjnym DOS (JaWo). Zaproponowany system Analizatora GIS oparty jest o oprogramowanie uważane za jedną z najlepszych aplikacji, przystosowaną do pracy ze wszystkimi typami danych przestrzennych, posiadającą dużą zdolność bezpośredniego czytania popularnych formatów danych bez dokonywania konwersji lub posługiwania się formatami pośrednimi jak również czytania danych w różnych odwzorowaniach kartograficznych. Oprogramowanie to wyróżnia zintegrowana prezentacja i edycja danych, prosty, nowoczesny interfejs użytkownika, funkcjonalność gotowych aplikacji, łatwość tworzenia raportów i wykresów. Należy podkreślić, że projektując sieć z wykorzystaniem analizatora GIS unika się marnotrawstwa środków finansowych na ewentualne chybione lokalizacje punktów pomiarowych z których dane nie dają reprezentatywnej informacji o aktualnym stanie wód.

20 Zgodnie z założeniami technicznymi systemu zawartymi w opracowaniu pt Założenia i koncepcja generalna rozwiązań technicznych bazy danych WIOŚ Małopolska zakupił serwer wyposażonym w system Windows Serwer 2008, który może pełnić rolę serwera baz danych, do którego zdalny dostęp mogą mieć użytkownicy ze wszystkich oddziałów. Dokonano także zakupu odpowiedniej liczby licencji CAL i terminalowych. Ze względu na potrzeby związane z prawidłowym działaniem bazy danych monitoringu wód wymieniono system Windows 98 na Windows XP Professional. Także ze względu na korzystanie z systemów geograficznych GIS oraz na dużą wagę kolorów przy prezentowaniu klasyfikacji wód delegatury zostały wyposażenie w kolorowe drukarki laserowe. Tym samym zostały spełnione wymagania sprzętowe niezbędne do działania systemu. Podsumowując, ekspert ocenia następujące korzyści i usprawnienia wynikające z wprowadzenia narzędzi informatycznych (BDMW i AGIS) jako istotne walory systemu: Wprowadzone narzędzia informatyczne są nowoczesne i odpowiadają standardom światowym Wprowadzanie i przetwarzanie danych pomiarowych w systemie monitoringu jest przyjazne dla użytkownika System posiada wystarczające zabezpieczenia System jest dobrze opisany w załączonych instrukcjach użytkownika Nowością są funkcjonalności umożliwiające wspomaganie raportowania, prezentacji danych oraz klasyfikacji jakości wód oraz ocen Jednolitych Części Wód w Internecie. Zalecenia: Istotne jest uzupełnienie w AGIS danych dotyczących: lokalizacji ujęć wód powierzchniowych przeznaczonych do zaopatrzenia ludności lub potrzeb przemysłu, którego produkcja wymaga pobierania wody o jakości wody do spożycia.