KOLEJOWY GIS JAKO NARZĘDZIE WSPOMAGAJĄCE ZARZĄDZANIE OBIEKTAMI INFRASTRUKTURY KOLEJOWEJ

Podobne dokumenty
KOŁO NAUKOWE GEODETÓW Dahlta

Zagadnienia (1/3) Data-flow diagramy przepływów danych ERD diagramy związków encji Diagramy obiektowe w UML (ang. Unified Modeling Language)

Każdy system GIS składa się z: - danych - sprzętu komputerowego - oprogramowania - twórców i użytkowników

Wykorzystanie standardów serii ISO oraz OGC dla potrzeb budowy infrastruktury danych przestrzennych

Wybrane problemy z dziedziny modelowania i wdrażania baz danych przestrzennych w aspekcie dydaktyki. Artur Krawczyk AGH Akademia Górniczo Hutnicza

Model referencyjny doboru narzędzi Open Source dla zarządzania wymaganiami

Przestrzenne bazy danych. Definicja i cechy przestrzennych baz danych

Komputerowe Systemy Przemysłowe: Modelowanie - UML. Arkadiusz Banasik arkadiusz.banasik@polsl.pl

Spis treści. Analiza i modelowanie_nowicki, Chomiak_Księga1.indb :03:08

MODELOWANIE SIECI DYSTRYBUCYJNEJ DO OBLICZEŃ STRAT ENERGII WSPOMAGANE SYSTEMEM ZARZĄDZANIA MAJĄTKIEM SIECIOWYM

Analiza i projektowanie oprogramowania. Analiza i projektowanie oprogramowania 1/32

SYSTEM INFORMACJI GIS DLA POTRZEB GOSPODARKI WODNEJ WOJ. ZACHODNIOPOMORSKIEGO

GML w praktyce geodezyjnej

8. Analiza danych przestrzennych

Krzysztof Kadowski. PL-E3579, PL-EA0312,

Wprowadzenie do systemów GIS

Architektura Systemu. Architektura systemu umożliwia kontrolowanie iteracyjnego i przyrostowego procesu tworzenia systemu.

Baza danych to zbiór wzajemnie powiązanych ze sobą i zintegrowanych danych z pewnej dziedziny.

dla opracowania studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta Konina:

ZAGADNIENIA HARMONIZACJI I INTEROPERACYJNOŚCI

RELACYJNE BAZY DANYCH

p r o j e k t ROZPORZĄDZENIA MINISTRA SPRAW WEWNĘTRZNYCH I ADMINISTRACJI

Systemy baz danych w zarządzaniu przedsiębiorstwem. W poszukiwaniu rozwiązania problemu, najbardziej pomocna jest znajomość odpowiedzi

Problematyka modelowania bazy danych mapy zasadniczej i GESUT

GIS W SPISACH POWSZECHNYCH LUDNOŚCI I MIESZKAŃ. Katarzyna Teresa Wysocka

PRZESTRZENNE BAZY DANYCH WYKŁAD 2

Podstawowe zagadnienia z zakresu baz danych

Laboratorium modelowania oprogramowania w języku UML. Ćwiczenie 1 Wprowadzenie do narzędzia CASE. Materiały dla nauczyciela

Transformacja wiedzy w budowie i eksploatacji maszyn

SINGLE-IMAGE HIGH-RESOLUTION SATELLITE DATA FOR 3D INFORMATIONEXTRACTION

Pojęcie bazy danych. Funkcje i możliwości.

Projektowanie systemów informatycznych. Roman Simiński siminskionline.pl. Modelowanie danych Diagramy ERD

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

HARMONIZACJA DANYCH PRZESTRZENNYCH JERZY GAŹDZICKI

Systemy GIS Systemy baz danych

LABORATORIUM 8,9: BAZA DANYCH MS-ACCESS

Podstawowe pakiety komputerowe wykorzystywane w zarządzaniu przedsiębiorstwem. dr Jakub Boratyński. pok. A38

OfficeObjects e-forms

Systemy informacji geograficznej

Baza danych. Baza danych to:

1. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Baza danych. Modele danych

z dnia r. w sprawie bazy danych obiektów topograficznych oraz mapy zasadniczej

PHP: bazy danych, SQL, AJAX i JSON

Projektowanie systemów informatycznych. wykład 6

Laboratorium modelowania oprogramowania w języku UML. Ćwiczenie 5 Ćwiczenia w narzędziu CASE diagram przypadków uŝycia. Materiały dla nauczyciela

Załącznik do uchwały Nr 1177 / 2017 Zarządu PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. z dnia 05 grudnia 2017 r. STATUT SIECI KOLEJOWEJ. Warszawa, 2017.

Monitoring procesów z wykorzystaniem systemu ADONIS

Definicja i funkcje Systemów Informacji Geograficznej

Usługi analityczne budowa kostki analitycznej Część pierwsza.

Laboratorium Technologii Informacyjnych. Projektowanie Baz Danych

Bazy danych dla MPZP. Aplikacja wspomagające projektowanie graficzne MPZP

Topologia działek w MK 2013

WPROWADZENIE DO UML-a

Wykład 13. Systemy Informacji Przestrzennej. Systemy Informacji Przestrzennej 1

Wykład 1 Inżynieria Oprogramowania

HISTORIA MAPY HYDROGRAFICZNEJ POLSKI

nauczania GIS na WAT

Laboratorium modelowania oprogramowania w języku UML. Ćwiczenie 2 Ćwiczenia w narzędziu CASE diagram klas. Materiały dla nauczyciela

Karta opisu przedmiotu Zaawansowane techniki analizy systemowej oparte o modelowanie warsztaty

BADANIE DOKŁADNOŚCI MANUALNEJ WEKTORYZACJI OBIEKTÓW INFRASTRUKTURY KOLEJOWEJ NA ORTOFOTOMAPIE SATELITARNEJ

Wykład I. Wprowadzenie do baz danych

Projekt i implementacja systemu wspomagania planowania w języku Prolog

BalticBottomBase. Instytut Morski w Gdańsku Gdańsk,

Rysunek 1: Przykłady graficznej prezentacji klas.

WPROWADZENIE DO BAZ DANYCH

WYKONANIE OPROGRAMOWANIA DEDYKOWANEGO

Innowacja geoinformacyjna. Geoinformation innovation

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Diagramy ERD. Model struktury danych jest najczęściej tworzony z wykorzystaniem diagramów pojęciowych (konceptualnych). Najpopularniejszym

Narzędzia CASE dla.net. Łukasz Popiel

KRZYSZTOF MĄCZEWSKI Geodeta Województwa Mazowieckiego

Nowe możliwości systemu mapy numerycznej GEO-MAP

PORTAL ZARZĄDZANIA KRYZYSOWEGO Projekt pn. Wspomaganie Zarządzania Kryzysowego Zasobem Mapowym Miasta został sfinansowany ze środków unijnych

Integracja obiektów baz danych katastralnych, mapy zasadniczej z bazą danych TBD - odosobnienie czy partnerstwo? Wstęp

DNI technik SATELITARNYCH CZERWCA ROLNICTWO zastosowania rozwiązań GIS

Bazy Danych. Bazy Danych i SQL Podstawowe informacje o bazach danych. Krzysztof Regulski WIMiIP, KISiM, regulski@metal.agh.edu.pl

KATEDRA GEOMATYKI GEODEZJI I GOSPODARKI PRZESTRZENNEJ WDROŻONE PRACE BADAWCZE

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Metadane w zakresie geoinformacji

Robocza baza danych obiektów przestrzennych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wspomaganie zarządzania zbiornikami zaporowymi

Analiza i projekt systemu pracy grupowej z zastosowaniem metodyki SCRUM w technologii SharePoint Karolina Konstantynowicz

Microsoft Access materiały pomocnicze do ćwiczeń cz. 1

HARMONIZACJA DANYCH W PLANOWANIU PRZESTRZENNYM

ANALIZY DYSTANSU. Spatial analyst Network analyst. Anna Dąbrowska, Sylwia Książek, Arleta Soja, Miłosz Urbański

Praktyczne aspekty stosowania metody punktów funkcyjnych COSMIC. Jarosław Świerczek

Informatyka w kontroli i audycie

Zintegrowanego Systemu Zarządzania i Kontroli (IACS), struktura systemu oraz podstawowe problemy związane z jego wdrożeniem

System informacyjny całokształt składników tworzących system do przechowywania i operowania informacją. KP, SIT definicje, rodzaje, modelowanie 2

Przyspieszenie wzrostu konkurencyjności. społeczeństwa informacyjnego i gospodarki opartej. Cele i ryzyko związane z realizacją

Podstawowe pojęcia dotyczące relacyjnych baz danych. mgr inż. Krzysztof Szałajko

PRACE EKSPERCKIE NAD ZINTEGROWANYM MODELEM DANYCH GEODEZYJNYCH

STUDIA NIESTACJONARNE I STOPNIA Przedmioty kierunkowe

Kartografia multimedialna krótki opis projektu. Paweł J. Kowalski

Zastosowanie symulacji Monte Carlo do zarządzania ryzykiem przedsięwzięcia z wykorzystaniem metod sieciowych PERT i CPM

Nazwa przedmiotu: MODELOWANIE I ANALIZA SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH. Modeling and analysis of computer systems Forma studiów: Stacjonarne

Tom 6 Opis oprogramowania Część 8 Narzędzie do kontroli danych elementarnych, danych wynikowych oraz kontroli obmiaru do celów fakturowania

Przygotowała Elżbieta Pastucha na podstawie CityGML OGC Standard for Photogrammetry by Thomas H. Kolbe, Claus Nagel, Alexandra Stadler

Transkrypt:

ARTUR PLICHTA KOLEJOWY GIS JAKO NARZĘDZIE WSPOMAGAJĄCE ZARZĄDZANIE OBIEKTAMI INFRASTRUKTURY KOLEJOWEJ Streszczenie Abstract GIS RAIL AS AN INSTRUMENT SUPPORTING MANAGEMENT OF RAILWAY INFRASTRUCTURE OBJECTS Celem niniejszego artykułu jest podsumowanie prac naukowo-badawczych związanych z realizacją rozprawy doktorskiej pt. Model pojęciowy informacji o infrastrukturze kolejowej oraz wysokorozdzielczy obraz satelitarny jako podstawa budowy kolejowego GIS. Celem rozprawy było utworzenie kolejowego systemu informacji geograficznej dla celów zarządzania oraz inwentaryzacji infrastruktury kolejowej z użyciem najnowszych osiągnięć związanych z technologią wysokorozdzielczego obrazowania satelitarnego oraz obiektowych technik modelowania pojęciowego baz danych informacyjnych. W artykule zaprezentowano skrótowy opis wykorzystanych w rozprawie technik badawczych, a także pokazano wybrane funkcje użytkowe kolejowego GIS. Słowa kluczowe: infrastruktura kolejowa, baza danych, mapa numeryczna, GIS The main aim of this article is to summarize scientific and research works related on purpose with realization of doctor s debate under the title Conceptual model of informaction on railway infrastructure and high resolution satellite image as a base of creation railway GIS. Main aim of doctor s work was to create a railroad geographic information system for purposes of management and stock-taking of railroad infrastructure, using newest achievements related with high resolution satellite images technology and object conceptual modeling of information databases. Shortened description of used investigative technics was presented in this article, as well as chosen functions of railroad GIS. Keywords: railway infrastructure, database, numerical map, GIS Dr inż. Artur Plichta, Instytut Inżynierii Lądowej, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska.

248 1. Wstęp Obserwowana w skali światowej tendencja do przyspieszenia rozwoju infrastruktury informacyjnej nie omija tych dziedzin, które w bezpośredni sposób dotyczą lub są związane ze strukturą komunikacyjną obejmującą zarówno transport nadziemny, naziemny, jak i morski. W krajach Europy Zachodniej od kilku już lat transport kolejowy jest wspomagany przez różnego rodzaju systemy informacyjne służące do bieżącego monitorowania oraz zarządzania całością przedsiębiorstwa transportowego. W Polsce konieczność budowy geograficznych systemów informacyjnych ukierunkowanych na zagadnienia kolejnictwa jest krokiem właściwym i bardzo pożądanym, od dawna dostrzeganym i sygnalizowanym przez środowisko kolejowe. Aktualnie istniejące i wykorzystywane krajowe kolejowe systemy informacyjne wymagają jak najszybszej rewitalizacji oraz modernizacji. Obecnie obsługują one jedynie niektóre funkcje przedsiębiorstwa, na które składa się przede wszystkim obsługa finansowa komórek kolejowych, przegląd stanu zatrudnienia oraz ogólna charakterystyka infrastruktury kolejowej. Nie dają one możliwości pełnego i co ważne kompleksowego przeglądu tej infrastruktury oraz nie pozwalają na rozwiązywanie aktualnych zadań i problemów stojących przed kolejami polskimi. Nie istnieją w tej chwili aplikacje, które charakteryzowałyby aspekty geograficzne obiektów infrastruktury kolejowej, takich jak np. szlaki oraz dworce kolejowe, perony, przejazdy kolejowe czy nastawnie, a dodatkowo informowałyby o parametrach je opisujących. Ponadto brakuje programów lokalizujących oraz ewidencjonujących budynki, które są własnością kolei bądź też zostały wydzierżawione podmiotom prywatnym. Brak tego typu informacji w sposób skuteczny uniemożliwia właściwe nimi administrowanie. Poprawa istniejącego stanu rzeczy wymaga ogromnych nakładów finansowych, na które Polskie Koleje Państwowe w obecnej chwili nie mogą sobie pozwolić. Dlatego też jednostki odpowiedzialne za informatyzację kolei w pierwszym etapie proponują podjęcie zadań związanych z utworzeniem wzajemnie współpracujących i współzależnych systemów wspomagających zarządzanie infrastrukturą kolejową oraz dostarczających informacji o jej położeniu w przestrzeni. 2. Projekt Celem projektu było wypracowanie metodyki oraz utworzenie dwóch współzależnych składników, które zostały wykorzystane do budowy kolejowego systemu informacji geograficznej dla celów zarządzania oraz administrowania infrastrukturą kolejową. Pierwszym z nich jest model pojęciowy informacji opisowej o infrastrukturze kolejowej, który stanowił podstawę budowy bazy danych. Drugim składnikiem jest mapa cyfrowa utworzona na podstawie wysokorozdzielczego zobrazowania satelitarnego QuickBird, zawierająca w swojej treści wybrane obiekty infrastruktury kolejowej. Końcowy etap badań polegał na opracowaniu technologii integracji powyższych składników na platformie komputerowej (rys. 1). Przestrzeń prowadzonych badań stanowiły dwie poznańskie stacje kolejowe: Poznań Garbary oraz Poznań Główny. Rozpatrywany obszar obejmował swoim zasięgiem również szlak kolejowy zawarty między ww. stacjami. Obiekty badane znajdują się w ciągu magistralnej linii kolejowej nr 3: Warszawa Zachodnia Kunowice (granica państwa).

249 Zebranie informacji o wymaganiach systemu oraz rodzaju przechowywanych informacji Model pojęciowy informacji o infrastrukturze kolejowej Toad Data Modeler Baza informacyjna o infrastrukturze kolejowej Rys. 1. Koncepcja utworzenia kolejowego GIS Fig. 1. Concept of creation Gis-Rail Ze względu na wymagania stawiane systemowi, związane z charakterystyką szlaków kolejowych w odcinkach kilometrowych (pełne kilometry), obszar badań został wyznaczony arbitralnie za pomocą kolejowego kilometrażu linii i obejmuje obszar torowy począwszy od kilometra 301 do kilometra 305, wraz z wszystkimi obiektami towarzyszącymi będącymi przedmiotem badań. 3. Baza danych opisowych Projektowana baza danych opisowych o infrastrukturze kolejowej składa się na pierwsze ogniwo tworzące kolejowy GIS. Jednak każdy system informacyjny przechowuje dane w formacie, który zazwyczaj nie jest rozumiany przez inne systemy. Dlatego współdzielenie danych i możliwość ich odczytania w innych systemach informacyjnych wymaga niezależnego sprzętowo i narzędziowo standardu zapisu danych. Standard ten powinien przede wszystkim wyznaczać fizyczny format plików, notację przyjętą do zapisu danych i dawać możliwość przedstawienia logicznej organizacji danych. W związku z tym zanim powstanie fizyczna baza danych należy utworzyć model pojęciowy tej bazy, zapisany za pomocą środków formalnych, który odzwierciedli kształt bazy oraz elementy, które ją stworzą. Omawiany model pojęciowy informacji o infrastrukturze kolejowej został opisany za pomocą języka UML (ang. Unified Modeling Language). Jest to powszechnie stosowany w inżynierii oprogramowania, w metodyce obiektowej środek formalny używany m.in. w fazie określania wymagań użytkownika czy w fazie projektowej. Język ten zalecany jest

250 również przez serię norm ISO 19100 dotyczących informacji geograficznej, stąd jego uzasadnione użycie. Zasadnicza budowa modelu polegała przede wszystkim na utworzeniu odpowiednich i poprawnych relacji pomiędzy zdefiniowanymi wcześniej klasami obiektów. Przy jego tworzeniu wykorzystano trzy podstawowe typy związków: powiązanie (association), powiązanie agregacja (aggregation) oraz powiązanie agregacja całkowita (composition). Ogniwami spajającymi cały model są klasy Linia Kolejowa oraz Posterunek Eksploatacyjny Handlowy. Z definicji dworzec kolejowy oraz linia kolejowa to dwa najważniejsze obiekty w hierarchii kolejowej, a tym samym w projektowanej strukturze bazy danych opisowych. Stanowią one podstawowe elementy całego modelu i są jego osią. Wszystkie pozostałe relacje i związki zbudowano, opierając się na tym właśnie szkielecie. Na rysunku 2 przedstawiono fragment budowanego modelu pojęciowego obejmującego informacje związane z linią kolejową. Linie Kolejowe Odcinek Linii Kolejowej Przejazd Kolejowy Rys. 2. Fragment modelu pojęciowego informacji o infrastrukturze kolejowej w języku UML Fig. 2. A part of conceptual model of railway infrastructure using UML language Ze względu na to, że w chwili obecnej narzędzia implementacyjne pozwalające na przejście od obiektowego modelu pojęciowego do obiektowego modelu fizycznego znajdują się w fazie testów, ścieżka technologiczna umożliwiająca przejście od modelu pojęciowego do modelu fizycznego jest bardzo długa i kosztowna. Ponadto narzędzia pozwalające na implementację tworzonych modeli są bardzo trudno osiągalne oraz nie dają pożądanych rezultatów. W związku z tym postanowiono odrzucić powyższe rozwiązanie i zastosować wariant polegający na budowie oraz jednoczesnej realizacji fizycznej modelu pojęciowego informacji o infrastrukturze kolejowej w środowisku strukturalnym. Dostępna wiedza w dziedzinie metodyk strukturalnych pozwala na uznanie ich w chwili obecnej za podejście najbardziej skuteczne i najmniej kosztowne, a ponadto pozwalające na wystarczająco wierne odwzorowanie modelowanej rzeczywistości. Metodyki strukturalne dają możliwość bardzo łatwej i wysoce efektywnej realizacji narzę-

251 dziowej, a także pozwalają na późniejsze rozbudowywanie oraz uzupełnianie utworzonych baz danych, łącznie z możliwością powrotu od modelu fizycznego do modelu pojęciowego. W związku z tym wykorzystano metodykę Case oraz narzędzie Toad Data Modeler do utworzenia i dalszej implementacji narzędziowej bazy danych opisowych (w środowisku MS Access) dla obiektów infrastruktury kolejowej. Ze względu na tajemnice handlowe spółek wydzielonych w ramach Polskich Kolei Państwowych autorowi nie udostępniono żadnych danych technicznych oraz opisowych na temat zarówno obiektów kolejowych, jak i linii kolejowych będących przedmiotem badań. W związku z tym zasilenie bazy danych elementami informacyjnymi (rys. 3) ma charakter głównie umowny, a wartości wprowadzone do tabel mają postać fikcyjną i ich wielkość może odbiegać od stanu rzeczywistego. Rys. 3. Widok rekordów tabeli Linia kolejowa Fig. 3. A view of Raliway line table records W przyszłości na zasilenie baz informacyjnych kolejowego GIS powinny składać się dane techniczne oraz opisowe pozyskane z kolejowych dokumentacji technicznych, a także informacje uzyskane od służb zarządzania majątkiem kolejowym oraz sekcji utrzymania ruchu i nadzoru eksploatacyjnego Polskich Kolei Państwowych. 4. Mapa numeryczna Podstawą utworzenia mapy cyfrowej dla obiektów infrastruktury kolejowej obszaru studialnego był podkład rastrowy w postaci ortofotomapy satelitarnej QuickBird opracowanej w odwzorowaniu PUWG2000, obejmujący swoim zasięgiem stacje Poznań Główny i Poznań Garbary wraz z odcinkiem szlaku kolejowego między nimi. Na treść mapy składają się wyłącznie obiekty wskazane przez służby kolejowe podczas analiz systemowych jako niezbędne dla celów kolejowego GIS. Obejmują one przebieg kolejowych szlaków komunikacyjnych wraz z ich kilometrażem, mosty, tunele oraz wiadukty na linii, dworce kolejowe wraz z rozmieszczeniem budynków towarzyszących, a także perony dworcowe łącznie z ich numeracją. Ponadto ważnymi elementami mapy cyfrowej są nastawnie, ładownie oraz szlakowe przejazdy kolejowe (rys. 4). Należy wspomnieć, że zgodnie z zaleceniami służb kolejowych tory szlakowe są wektoryzowane w odcinkach kilometrowych, co pozwala na ich późniejsze połączenie z danymi opisowymi charakteryzującymi konkretny odcinek szlaku. Reprezentacja graficzna powyższych obiektów oraz precyzja usytuowania odpowiadają standardom dokładnościowym analogowych map z przedziału skalowego 1:5000 1:10000. W przypadku szlaków kolejowych dokładność

252 usytuowania torowisk mogła zostać zmniejszona do standardów map 1:25000, jednak przeprowadzona wektoryzacja pozwoliła na zwiększenie dokładności ich położenia w przestrzeni, odpowiadającej mapom analogowym w skalach wyższych niż 1:10 000. Rys. 4. Fragment wektoryzowanej ortofotomapy satelitarnej QuickBirda Fig. 4. A part of vectorized satellite orthophotomap QuickBird Wyniki analiz dokładnościowych potwierdzają wysoką skuteczność i dokładność zobrazowań wysokorozdzielczych w zakresie tworzenia map o dokładnościach odpowiadających wyżej wymienionym skalom, umożliwiając tym samym szerokie spektrum ich zastosowań. Ilość błędów, zważywszy na strukturę opracowywanego terenu i jego złożoność, jest niewielka i w łatwy sposób daje się wyeliminować. Podsumowując podjęte prace studialne i praktyczne, można stwierdzić, że proponowana metoda wektoryzacji manualnej obrazu rastrowego jest właściwym kierunkiem zasilania systemów kolejowych typu GIS. Zastosowana metodyka tworzenia wektorowej mapy dla celów utworzenia kolejowego systemu informacji geograficznej jest pierwszym tego typu przedsięwzięciem o charakterze naukowo-badawczym. Należy zdać sobie jednak sprawę z tego, że zaproponowane podejście nie zapewnia w pełni skutecznej jego realizacji. Potwierdzają to przeprowadzone prace polowe polegające na weryfikacji utworzonej mapy i uczytelnieniu obrazu. Warto jednak wspomnieć o tym, że przebieg tras kolejowych na odcinkach między stacjami i w obrębie małych stacji nie jest skomplikowany, dając tym samym możliwość utworzenia mapy numerycznej praktycznie pozbawionej błędów.

5. Integracja danych 253 Wybór narzędzia informatycznego dla celów budowy kolejowego GIS (integracji kolejowej mapy numerycznej oraz bazy danych informacji o infrastrukturze kolejowej) podyktowany był przede wszystkim chęcią pokazania możliwości, jakie niesie ze sobą tworzony system, a także próbą zaprezentowania wyników wykonanych prac. Kolejowy GIS ma służyć jednostkom kolejowym w zakresie zarządzania oraz inwentaryzowania infrastruktury kolejowej. Tym samym poszukiwano aplikacji informatycznej, która, po pierwsze, umożliwi połączenie obydwu utworzonych składników systemu, a po drugie pozwoli na uzyskanie pożądanych efektów końcowych. W związku z tym do przeprowadzenia powyższego etapu prac zastosowano program Autodesk Map. Jest to aplikacja, która służy do tworzenia, aktualizacji, prezentacji oraz analizy map. Pozwala tworzyć i edytować mapy łatwo i szybko przez integrowanie informacji geoprzestrzennych w jednym miejscu. Umożliwia również wymianę informacji opisowych powiązanych z mapami w środowisku CAD. Poza możliwością dołączania do obiektów graficznych dowolnych danych opisowych zgromadzonych w zewnętrznych bazach danych Autodesk Map pozwala również na tworzenie trzech typów topologii: punktowej, sieciowej i poligonowej, a także daje możliwość importu różnorakich baz danych zawierających parametry opisujące obiekty zapisane na warstwach mapy numerycznej. Kreator łączenia danych opisowych i graficznych umożliwia tworzenie połączeń danych geometryczno-graficznych z wartościami zawartymi w dołączonej bazie. Po dokonaniu wyboru tabeli następuje etap zdefiniowania atrybutu, na podstawie którego będą łączone ze sobą elementy graficzne oraz opisowe. Najczęściej atrybutem tym jest klucz główny obiektu jako typ unikalny i jednoznacznie identyfikujący dany obiekt. Po zdefiniowaniu klucza, względem którego będzie następować łączenie danych ze sobą, można przystąpić do połączenia końcowego. W tym celu należy wskazać kolejno: wiersz, który chcemy dołączyć do obiektu, a następnie obiekt graficzny, do którego dany rekord ma zostać przyłączony. Warto wspomnieć, że w przypadku tożsamej charakterystyki kilku obiektów graficznych istnieje możliwość podłączenia danego rekordu tabeli do wielu obiektów na mapie numerycznej. Jednocześnie dany obiekt graficzny może mieć dane deskrypcyjne przypisane mu z różnych tabel. 6. Kolejowy GIS Jednym z głównych kryteriów funkcjonalności kolejowego GIS jest możliwość bezpośredniego wglądu w usytuowanie konkretnego obiektu infrastruktury oraz zdolność uzyskania informacji opisowych na jego temat. Równie cennym, jak i wysoce użytkowym zastosowaniem jest umożliwienie wyszukiwania różnorodnych danych o tych obiektach za pomocą zapytań do bazy relacyjnej, tworzenie map tematycznych z podziałem na konkretne kategorie obiektów, a także przeprowadzanie analiz przestrzennych, które uwzględniają wzajemne relacje przestrzenne zachodzące między obiektami. W niniejszym rozdziale zaprezentowano przykłady takich zastosowań w odniesieniu do wybranych elementów infrastruktury kolejowej znajdujących się na obszarze studialnym. Na rysunku 5 pokazano rezultat zapytania SQL w odniesieniu do peronów dworcowych leżących na obszarze stacji Poznań Główny.

254 Rys. 5. Perony zadaszone o powierzchni przekraczającej 1500 m 2 leżące na stacji Poznań Główny Fig. 5. Poznań Główny platforms with a roof and of an area more than 1500 m 2 Kolejną, równie ciekawą funkcję użytkową kolejowego GIS zaprezentowano na rys. 6. Zawiera on mapę tematyczną, której celem (treścią) było uszeregowanie budynków dworcowych znajdujących się na stacji Poznań Główny w zależności od liczby kondygnacji naziemnych. Utworzenie jej było możliwe dzięki dostępnej w aplikacji Autodesk Map funkcji Object Thematic Mapping. Narzędzie to pozwala na tworzenie map tematycznych z wykorzystaniem zapytań w języku SQL oraz daje możliwość różnicowania uzyskanych wyników w obrębie danej (jednej) kategorii obiektów, np. wśród budynków towarzyszących. Rys. 6. Mapa tematyczna. Zróżnicowanie budynków stacyjnych w zależności od ilości kondygnacji naziemnych Fig. 6. Thematic map. Disparity of station buildings depending on amount of ground storey Aplikacja Autodesk Map pozwala na utworzenie topologii obiektów prezentowanych na mapie, zarówno w odniesieniu do elementów punktowych (np. hydranty, studzienki, re-

255 pery), jak i liniowych (np. osie dróg, strumienie) oraz powierzchniowych (np. budynki, działki, parkingi). Utworzone dane topologiczne są automatycznie dołączane do mapy i mogą być wraz z nią eksportowane. Dane topologiczne pozwalają w szybki sposób dotrzeć do cech obiektów, takich jak powierzchnia lub obwód działki, długość drogi, kierunek przepływu wody w rzece itp. Ponadto zdefiniowana topologia jest bazą do tworzenia analiz z uwzględnieniem operacji logicznych (np. jaka powierzchnia działki zostanie zajęta przez projektowaną drogę), analiz rozpływu, strefy buforowej czy też poszukiwania najkrótszej lub optymalnej drogi dojazdu do danego miejsca w terenie. Na rysunku 7 zaprezentowano przykładową analizę przestrzenną w odniesieniu do linii kolejowych. Jest to ilustracja analizy sieciowej, której celem było znalezienie najkrótszej drogi łączącej dwa punkty drogi kolejowej. W pierwszym etapie należało stworzyć topologię sieciową, która definiuje sieć kolejową, a następnie wybrać dwa punkty w ciągu tej sieci, na podstawie których system miał wykreślić najkrótszą drogę, która je łączy. Rys. 7. Analiza przestrzenna. Najkrótsza droga pomiędzy dwoma punktami w sieci kolejowej Fig. 7. Spatial analysis. A nearest way between two points in railroad network way Zaprezentowane powyżej wybrane funkcje programu Autodesk Map mają charakter w głównej mierze poglądowy i służą jako wskazanie potencjalnych możliwości wykorzystania kolejowego GIS, wykazują zdolność łącznego wykorzystania w procesach analizy danych geometrycznych oraz danych opisowych, a także udowadniają skuteczność oraz prawidłowość wykonanych prac. Przystępując do oceny uzyskanych wyników, można stwierdzić, że utworzony za pomocą aplikacji Autodesk Map geograficzny system informacji dla kolei spełnia podstawowe założenia funkcjonalne, którym miał odpowiadać. Dla celów zarządzania oraz inwentaryzacji obiektów infrastruktury kolejowej program może być wykorzystywany z dużym powodzeniem. Daje możliwość zarówno wyszukiwania obiektów z bazy danych, jak i tworzenia na jej podstawie różnego rodzaju (i w różnej formie) map wynikowych. Ponadto pozwala na wgląd w parametry geometryczne obiektów, umożliwia określanie ich wzajemnego usytuowania między sobą, a także pozwala przeprowadzać analizy przestrzenne z wykorzystaniem utworzonych topologii. Pewnym problemem tudzież brakiem narzędziowym jest możliwość zadawania zapytań do bazy tylko i wyłącznie między dwoma sąsiadującymi ze sobą i połączonymi bezpośrednio tabelami (klasami obiektów w modelu pojęciowym). W programie brakuje funkcji InnerJoin, która pozwalałaby na bezkolizyjne i łagodne przechodzenie pomiędzy różnymi tabelami, połączonymi relacjami w sposób pośredni. W związku z tym dla celów skomplikowanych analiz i wyszukiwania bardzo złożonych danych należałoby wyko-

256 rzystać bardziej zaawansowane rozwiązania informatyczne. Niemniej jednak Autodesk Map umożliwia sprawne odnajdywanie szukanych obiektów i pozwala na skuteczne nimi zarządzanie. 7. Wyniki Podstawowym celem realizowanego projektu było utworzenie dwóch współzależnych składników służących jako podstawa budowy kolejowego systemu informacji geograficznej dla celów zarządzania oraz inwentaryzowania obiektów kolejowych. Oryginalnym osiągnięciem przeprowadzonych badań jest wypracowana metodyka budowy każdego ze składników tworzących system oraz ich implementacja, a w dalszym etapie integracja na platformie Autodesk Map. Zastosowane metody badawcze, jak i sposób podejścia do rozwiązania problemu są w dużym stopniu nowatorskie i mogą posłużyć jako przyczynek do dalszego rozwoju i rozbudowy utworzonych już składników, przede wszystkim o nowe obiekty kolejowe, nieuwzględnione w projekcie. Ponadto po raz pierwszy została podjęta naukowa próba utworzenia systemu informacji geograficznej dla kolei wraz ze wskazaniem źródeł jego zasilania oraz analizą dokładności mapy numerycznej, pozyskanej na bazie ortofotomapy satelitarnej QuickBird. Ze względu na niejednokrotnie wskazywaną konieczność budowy kolejowego systemu informacji geograficznej przyszłość kolejowego GIS jest w dużej mierze uzależniona od możliwości finansowych poszczególnych spółek i jednostek kolejowych, których zadaniem jest inwentaryzacja oraz zarządzanie obiektami infrastruktury kolejowej. Utworzenie tego typu aplikacji nawet dla obszaru województwa wielkopolskiego wymaga bardzo wielu nakładów prac i środków, a ponadto kadry, która realizowałaby zadania związane z jego utworzeniem oraz wdrażaniem, a także dalszą rozbudową. Z tego punktu widzenia, mając na uwadze kondycję Polskich Kolei Państwowych, w najbliższym czasie należy, niestety, nieco pesymistycznie spojrzeć na perspektywę dalszego rozwoju zaprezentowanego w niniejszym artykule kolejowego GIS. Literatura [1] Benon-Davies P., Inżynieria systemów informatycznych, WNT, Warszawa 2004. [2] Booch G., Rumbaugh J., Jacobson I., UML Przewodnik użytkownika, WNT, Warszawa 2000. [3] Borowiec N., Korekcja geometryczna wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych, Półrocznik AGH, Geodezja, 12, 2, Kraków 2006. [4] Czochań s k i J., Rozwój technologii GIS w Polsce, cz. I, Geodeta 4, 2005. [5] Doskocz A., Ocena dokładności ortofotomapy cyfrowej, Przegląd Geodezyjny 4, 2003. [6] Kurczyń s k i Z., Korekcja geometryczna wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych, Geodeta 11, 2002. [7] L i p i ń s k i A., Rola informatyki w kolejnictwie, Rynek Kolejowy 12, 2004.