dr inż. Cezary Żrodowski Katedra Teorii Okrętu i Projektowania

1. Baza GIS dla projektu INCOWATRANS dr inż. Cezary Żrodowski Katedra Teorii Okrętu i Projektowania Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechnika Gdańska e-mail: cezaryz@pg.gda.pl

2. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE CEL projektu INCOWATRANS Opracowanie projektów koncepcyjnych statków śródlądowych, dostosowanych do aktualnego stanu sieci krajowych dróg śródlądowych.

3. CELE ANALIZA INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Analiza żeglowności dróg wodnych Założenia projektowe dla statku śródlądowego Projekt statku Dane GIS Planowanie transportu - analizy sieciowe Zarządzanie infrastrukturą - analizy przestrzenne i atrybutowe Nawigacja (przyszłe możliwości) Rys. 1. Plan zadań realizowanych przez narzędzia typu GIS dla projektu Incowatrans CEL 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.

4. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

5. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE ANALIZY Przedmiotem analiz są głównie: • Własności nautyczne szlaków żeglownych wynikających z ich własności batymetrycznych.

6. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE ANALIZY b) Połączenia sieciowe – możliwość wyznaczania dróg transportowych wodno-lądowych.

7. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

8. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

9. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE NAWIGACJA • Budowa map nawigacyjnych podejść do portów itp. • Śledzenie ruchu taboru w czasie rzeczywistym.

10. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Model GIS Nie istnieje spójny europejski lub krajowy standard czy wytyczne dla budowy modeli GIS dla celów żeglugowych. Istniejące modele obejmują zagadnienia związane z: • Ochroną przeciwpowodziową • Ochroną środowiska • Aspektami prawnymi

11. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Model GIS Dla 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.

12. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Model GIS Konieczne było opracowanie modelu danych GIS , przy następujących założeniach: • 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 warstwy • 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. • Dopasowanie modelu do obowiązujących wytycznych i norm polskich i europejskich (TBD, RDW)

13. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Model GIS – Hierarchia klas

14. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Model GIS – konsultacje: • RZGW Gdańsk. • IMGW Warszawa. • CODGiK Warszawa. • Urząd Morski Szczecin. • Joint Research Centre (RDW). • ESRI. • Intergraph • Wydział Oceanografii UG.

15. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

16. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

17. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE MPHP Mapa Podziału Hydrologicznego Polski Skala: 1:50 000, Zakres: cieki i zbiorniki powierzchniowe na terenie Polski. Opis własności żeglugowych: brak.

18. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE BDO Baza Danych Ogólnogeograficznych Skala 1:250 000, Zakres: pokrycie, podział administracyjny, przemysł, transport, hydrografia. Opis własności żeglugowych – opis klas żeglowności, niezgodny z obowiązującymi regulacjami prawnymi.

19. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE RZGW Gdańsk Kanał Elbląski – na bazie MPHP. Dokumentacja tradycyjna (papierowa) obiektów Kanału Elbląskiego. Opis wodnych tras turystycznych (kajakowych) i kąpielisk.

20. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.

21. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Błędy danych • Niespójność topologiczna. • Dodano ok. 200 sztucznych odcinków

22. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Błędy danych • Niespójność obu baz (BDO i MPHP) – skorygowano położenie ok. 300 obiektów

23. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Błędy danych • Błędne atrybuty. Skorygowano wartości ok. 20 obiektów

24. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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).

25. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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).

26. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Wprowadzanie nowych danych • Wprowadzono dane ok. 350 obiektów infrastruktury dróg wodnych i zarchiwizowano ok. 500 dokumentów skojarzonych z nimi (źródła: RZGW Gdańsk, Internet).

27. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Proponowany zakres dalszych prac • Profesjonalna weryfikacja istniejących danych • Pozyskanie danych batymetrycznych szlaków wodnych. • Inwentaryzacja danych „z natury”. • Korekta danych BDO i MPHP w zakresie żeglowności cieków i zbiorników wodnych. • Rozwiązanie problemów prawnych dotyczących upublicznienia pozyskanych dla projektu danych. • Rozwój części PLM bazy danych.

28. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Narzędzia GIS Dla 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.

29. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE Narzędzia GIS Dla celów udostępniania danych testowany jest alternatywny system Google Earth. (wymagana jest konwersja posiadanych danych do formatu kml)

30. ANALIZA CELE INWENTARYZACJA INTERFEJS NAWIGACJA MODEL GIS KOSULTACJE DANE MPHP BDO RZGW BŁĘDY DANYCH OBRÓBKA DANYCH PLANY NARZĘDZIA GIS PODSUMOWANIE 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.