Silniční databanka Ostrava

Ing. Marcela Káňová Ph.D.
Ing. Petr Mahdal
Mgr. Jaroslava Šebestová
Silniční databanka Ostrava
Mojmírovců 5
709 00 Ostrava - Mariánské Hory
E - mail: marcela.kanova@ovsd.rsd.cz

Abstract

Road Data Bank (RDB) is a unit of technical division of Road and Motorway Directorate of the Czech Republic (RMD CR) and is set in Ostrava. RDB ensures activity of Information system on road (the1st, 2nd and 3rd class roads) and motorway network of the Czech Republic. RDB is source of digital and printed information for roads area.

Information system of RDB includes:

nodal points localization system, inventory data, pavement parameters, register of construction activity, traffic engineering.

RDB uses for data processing and analysis GIS products of firm ESRI (ARC/INFO, ArcView, MapObject, ArcGIS), that allows processing of various types of thematic map outputs. For creating of digital maps and map outputs is used vector map work DMÚ-25.

For workplaces of RMD CR and property administrators basic users application "Road property administrators Data Bank in GIS" was developed by RDB.

At present data warehouse of RMD CR is developed with using of technology ArcSDE and ArcGIS. The goal is on-line interconnecting among users of RDB data and data processor on princip klient-server.

Abstrakt

Pracoviště Technického úseku Ředitelství silnic a dálnic ČR (ŘSD ČR) silniční databanka (SDB) se sídlem v Ostravě zabezpečuje provoz Informačního systému o silniční a dálniční síti České republiky (ISSDS ČR) na sledovaných komunikacích. Tyto komunikace tvoří síť dálnic, silnic I., II. a III. třídy. Silniční databanka je zdrojem digitálních i tištěných informací pro oblast resortu silničního hospodářství.

Údaje spravované silniční databankou v rámci ISSDS ČR:

Uzlový lokalizační systém, neproměnné parametry, proměnné parametry, registr stavební činnosti a dopravní inženýrství.

V silniční databance jsou využívány ke zpracování a analýze dat GIS produkty firmy ESRI (ARC/INFO, ArcView, MapObject, ArcGIS), které umožňují zpracování celé řady tématických mapových výstupů. Pro tvorbu digitální mapy silniční databanky a doplnění mapových výstupů je využíváno vektorové mapové dílo DMÚ-25.

Pro pracoviště ŘSD ČR a majetkové správce byla v SDB vyvinuta základní uživatelská aplikace "Databanka majetkových správců v GIS".

V současné době probíhá budování Datového skladu ŘSD ČR s využitím technologií ArcSDE a ArcGIS. Cílem je on-line propojení mezi uživateli dat ISSDS ČR a jejich zpracovatelem na principu klient-server.

Úvod

Pracoviště Technického úseku Ředitelství silnic a dálnic ČR (ŘSD ČR) silniční databanka se sídlem v Ostravě řeší a zabezpečuje provoz Informačního systému o silniční a dálniční síti České republiky (ISSDS ČR) na sledovaných komunikacích. Tyto komunikace tvoří síť dálnic, silnic I., II. a III. třídy. Silniční databanka je zdrojem digitálních i tištěných informací pro oblast resortu silničního hospodářství.

V datových základnách silniční databanky je k termínu 1.7.2002 evidován rozsah komunikací a počet mostů uvedený v tabulce č. 1 a 2.

Tabulka č. 1 Rozsah dálniční a silniční sítě ČR

Tabulka č. 2 Počet mostů na dálniční a silniční síti ČR

Činnost silniční databanky zahrnuje:

• pořizování dat (vlastní i dodavatelsky),
• zpracování dat,
• pravidelnou aktualizaci dat (2 x ročně),
• zpracování výstupních informací (digitální i tištěné - tabulky, grafy, mapy),
• poskytování dat,
• tvorbu uživatelského software,
• rozvoj a inovaci systému.

Podkladů z ISSDS ČR lze využít pro:

• plánování rozvoje dálniční a silniční sítě,
• strategické plánování údržby a oprav vozovek,
• zabezpečení jednotné ústřední evidence silnic, dálnic a objektů na nich dle jednotného datového modelu,
• zpracování jednotných závazných tématických silničních map,
• prognózy rozvoje dopravy,
• operativní využívání a aktualizaci dat prostřednictvím uživatelského software,
• statistiku silnic a dálnic,
• vytváření časových řad a degradačních modelů,
• jednotný podklad pro činnost všech orgánů a institucí týkající se silničního hospodářství,
• dokladování finančních požadavků na údržbu a obnovu silniční sítě prostřednictvím systémů hospodaření s vozovkou,
• poskytnutí dat do systému HDM-4 jako nástroje pro řízení silničního hospodářství a tím dokladování rozpočtových požadavků pro Světovou banku, Evropskou investiční banku, Asijskou rozvojovou banku a další instituce pro celý silniční systém,
• poskytnutí ucelených údajů o silniční síti pro požadavky EU.

Jedná se o systém modulový a otevřený umožňující reagovat nejen na požadavky a připomínky uživatelů, ale i na rozvoj výpočetní techniky a moderní informační technologie.

Data

Údaje spravované silniční databankou v rámci ISSDS ČR:

1. Uzlový lokalizační systém:

• uzlové body, úseky,
• propojení dopravních směrů ve složitých křižovatkách,
• popis průběhu tahů komunikací.

2. Neproměnné parametry:

• pasportizační popis komunikací:
• šířkové uspořádání, počty pruhů, omezení rychlosti, záchytná bezpečnostní zařízení, stromořadí, ochranné zdi, vybavení komunikace (parkoviště, odpočívky, čerpací stanice, zastávky MHD, motoresty, ...) atd.,
• popis křižovatek,
• registr objektů,
• mosty, podjezdy, železniční přejezdy, přívozy, brody, tunely,
• podloží a konstrukční vrstvy vozovek,
• geometrické vedení trasy, souřadnice bodů (GPS), příčný sklon,
• ekologické údaje,
• chráněné krajinné oblasti, pásma hygienické ochrany vod,
• dálniční specifikace.

3. Proměnné parametry:

• jsou měřeny diagnostickými zařízeními,
• únosnost, drsnost, podélná nerovnost IRI, příčná nerovnost, poruchy vozovek, makrotextura.

4. Registr stavební činnosti:

• dokončené stavby na komunikacích,
• základní prostředky dotčené dokončenými stavbami,
• dokončené akce oprav nebo souvislé údržby komunikací.

5. Dopravní inženýrství:

• sčítání dopravy,
• výkonnost komunikací.

Jedná se o 888 typů položek, tj. celkem 2 303 441 údajů.

K uživatelům dat ISSDS ČR patří:

Ministerstvo dopravy a spojů ČR, ŘSD ČR, krajské úřady, krajské správy a údržby silnic, Státní fond dopravní infrastruktury, Centrum dopravního výzkumu, okresní úřady, magistráty, Ministerstvo obrany, Policie ČR, školy, soukromý sektor a ostatní spolupracující organizace.

Pro širokou i odbornou veřejnost jsou v současné době k dispozici informace na internetové stránce ŘSD ČR (www.rsd.cr):

• veřejná lokalizační a pasportní data pro GIS aplikace v ESRI formátech,
• aplikace "PasportWEB" obsahující interaktivní silniční mapu s vybranými pasportními informacemi,
• WEB prezentace "Sčítání dopravy 2000" obsahující mapy s vyznačenými intenzitami dopravy,
• WEB prezentace "Povodňová situace - stav komunikací v ČR" obsahující informace o průjezdnosti komunikací a mostů v důsledku povodní.

Geografický informační systém

V silniční databance jsou využívány ke zpracování dat software produkty firmy ESRI. Jedná se zejména o GIS ARC/INFO, který je provozován na pracovní stanici s operačním systémem HP UNIX a představuje komplexní geografický systém obsahující všechny potřebné nástroje pro pořizování, správu, analýzu, modelování a publikování dat. Je využíván především pro zpracování dat a tvorbu tematických map. Dále pak je využíván GIS ArcView, který je provozován na platformě PC. Silniční databanka má také k dispozici ArcView rozšíření 3D Analyst umožňující třírozměrnou vizualizaci a analýzu dat. Pro tvorbu uživatelských aplikací je určen vývojový produkt MapObjects. Jedná se o kolekci OLE prvků a programovatelných objektů s nejrůznějšími mapovacími funkcemi pro vývoj GIS aplikací. V současné době je v silniční databance využíván také moderní produkt firmy ESRI ArcGIS (škálovatelný systém software programů), který byl uveden na trh v loňském roce.

Důležitým stavebním prvkem každého GIS projektu jsou data, což je nejdražší a časově nejnáročnější aspekt vzniku každého GIS projektu. V našem případě tvoří datový základ jednak rozsáhlá databáze sledovaných údajů, lokalizovaných v uzlovém lokalizačním systému a jednak geografická data uzlových bodů a úseků. Geografická data jsou využívána především k názornému zobrazení silniční a dálniční sítě na mapě. Pro tvorbu digitální mapy silniční databanky bylo využito vektorové mapové dílo DMÚ-25 v měřítku 1:25 000, které je provozováno na základě smluvního vztahu mezi ŘSD ČR a Vojenským topografickým ústavem v Dobrušce. Z dat vektorové mapy DMÚ-25 byly vygenerovány a zpracovány pro naše účely vrstvy: komunikace - silnice, železnice, místní a účelové komunikace, dále vodní plochy a toky, plošné a liniové porosty, zástavba a vrstevnice. Silniční vrstva byla propojena s uzlovým lokalizačním systémem. Lokalizace uzlových bodů a průběhy úseků jsou dále zpřesňovány na základě výsledků dodavatelského geodetického zaměření silnic I. a II. třídy systémem GPS. Tímto způsobem byla vytvořena referenční vrstva obsahující reálné průběhy dálnic, silnic I., II. a III. třídy pro území celé České republiky. Liniové a bodové jevy vyskytující se na úsecích (pasportizační popis, registr objektů, konstrukce vozovek apod.) jsou v mapě zobrazovány jako události podél silniční sítě (s využitím identifikace v rámci uzlového lokalizačního systému) na vygenerovaných route systémech vytvořených pomocí technologie dynamické segmentace.

Využití technologie GIS umožnilo tvorbu řady tématických mapových výstupů. SDB je producentem celé řady map z nejrůznějším tematickým obsahem silničního zaměření jak pro území ČR tak i pro jednotlivé administrativní jednotky, jako jsou kraje a okresy. Základní silniční mapy ČR, krajů a okresů jsou aktualizovány dvakrát ročně. Každoročně jsou také zpracovávány mapy dokumentující výsledky měření proměnných parametrů a stavu mostů, přičemž tyto mapy umožňují názornou představu stavu silniční sítě v České republice. Dalším typem mapových výstupů je zobrazení silniční sítě na pozadí satelitních snímků nebo plošných modelů jako jsou TIN a GRID.

Databanka majetkových správců silnic

Každý informační systém je tvořen soubory dat a zároveň soubory aplikačních nástrojů, které umožňují s těmito daty pracovat. Pro pracoviště ŘSD ČR a majetkové správce byl v silniční databance vyvinut základní uživatelský evidenční software "Databanka majetkových správců v GIS". Jedná se o 32 bitovou aplikaci pracující na PC nad operačními systémy MS Windows 95 a vyšší. Program je vytvořen v programovém prostředí Delphi s využitím komponent MapObjects. Jedná se o modulární nástroj pro práci s geografickými databázemi. Produkt je složen ze dvou základních částí. První částí je prohlížeč geografických dat. Jde o uživatelské rozhraní, které umožňuje vytvořit mapu, uživatelsky ovlivnit její vzhled, identifikovat jednotlivé mapové prvky, provádět obecné dotazy a tisk mapy. Současně je zajištěna komunikace s druhou částí aplikace, která poskytuje prostředky pro detailní analýzy dat. Druhou částí je část popisná pracující přímo s databázemi. Tuto část aplikace je možno aktivovat z prohlížeče ale je zároveň funkční i jako samostatný modul.

Aplikace obsahuje tyto subsystémy:

Grafická část - digitální mapa v měřítku 1: 25 000

Jednotlivá témata digitální mapy:

• hranice administrativních jednotek, silnice a dálnice (uzly, úseky), klad mapových listů, silniční objekty (most, podjezd, železniční přejezd, tunel, přívoz, brod), pasportizační popis, popis křižovatky, konstrukce vozovek, intenzity dopravy, proměnné parametry,
• DMÚ-25 - ostatní komunikace (železnice, místní a obslužné, cesty, pěšiny), vodní plochy a toky, plošné a liniové porosty, zástavba.

Funkce: vizualizace geografických dat, snadné a intuitivní ovládání, nástroje pro pohyb v mapě, podpora formátu ESRI SHP, coverages, rastrů, volba témat, volba měřítka, legenda, přehledová orientační mapka, plovoucí popisky, popisy prvků mapy prvky z databáze, stavebnice dotazu, vyhledání prvků podle společných vlastností, vyhledání trasy s parametry, oboustranné propojení tématu s tabulkami, uživatelské přidání témat, uživatelské nastavení symbolů a barev, vektorové kreslení, prostorové analýzy, čtení formátů DWG, DXF (Autocad) a DGN (Microstation), měření vzdáleností, spouštění digitálního videa, uložení nastavení, export do MS Office, přímý tisk mapy.

Databázová část

Jednotlivé subsystémy popsané databázovými tabulkami: registr objektů (mosty, podjezdy, železniční přejezdy, tunely, přívozy, brody), popis křižovatek (jednoduché, složité), pasportizační popis, konstrukční vrstvy vozovky, evidence dopravního značení, evidence propustků, doprovodná zeleň, proměnné parametry

Funkce: oboustranné propojení z digitální mapou, výběry z databází podle libovolného kritéria se zobrazením v mapě, aktualizace vybraných databází, uživatelské doplnění o fotografie a dokumenty, tvorba přehledů, sumářů, přednastavené a uživatelské tiskové sestavy, uživatelské přidání vlastních databázových údajů, grafické zobrazení jednoduché křižovatky, situační náčrtek složité křižovatky, grafické zobrazení příčného řezu komunikací, export do MS Office, tisk.

Program je vybaven podrobnou kontextovou nápovědou pro ovládání jednotlivých funkcí a elektronickým lexikonem odborných silničářských pojmů. Pro uživatele pracující s více administrativními jednotkami je určen modul manažer témat.

Pracovníci silniční databanky zároveň zajišťují jednak školení uživatelů, ale také servisní a konzultační podporu při problémech s instalací a provozem aplikace. V současné době je v provozu 140 aplikací určených pro organizace silničního hospodářství.

Obrázek č. 1 Uživatelská aplikace "Databanka majetkových správců silnic" (prohlédnout v plném rozlišení)

Datový sklad

V polovině roku 2001 byla zahájena první etapa budování Datového skladu ŘSD ČR s využitím technologií firmy ESRI ArcSDE a ArcGIS, která navazuje na již vytvořený GIS v silniční databance a široce rozšiřuje možnosti využití dat z ISSDS ČR. Jedná se o projekt datového skladu silničních informací, který bude umožňovat on-line propojení mezi uživateli dat ISSDS ČR a jejich zpracovatelem na principu klient-server.

Cílem datového skladu je především:

• zpřístupnění a poskytování kvalitních, úplných a přehledně uspořádaných informací silniční databanky co nejširší škále uživatelů z resortu silničního hospodářství pro podporu rozhodování,
• zabezpečení plynulé aktualizace všech registrů a položek, které jsou součástí datového skladu,
• vytvoření platformy pro budování podsystémů tj. aplikací podporujících činnosti v silničním hospodářství,
• poskytování aktuálních dopravních informací spolupracujícím institucím a veřejnosti.