Компьютерные технологии при решении вопросов развития территорий городских муниципальных образований
Горелов И.А., Немтинов В.А.

Аннотация

В статье рассматриваются проблемы современного градостроительства, связанные с необходимостью учета множества различных условий и особенностей застраиваемой территории. Большой объем используемой информации выдвигает на первый план потребность в разработке технологии ее предварительной обработки. С этой целью предлагается создание информационной модели объекта, содержащей характеристику его основных свойств и их графического образа. Такой подход позволяет специалисту систематизировать всю информацию о реальном объекте, упорядочить ее хранение на электронных носителях и обеспечить ее эффективный анализ.

Ключевые слова: компьютерные технологии, развитие территорий городских муниципальных образований, информационная модель, городская застройка, видовые изображения, системный анализ.

Информационные аспекты градостроительной практики. Концепции современного градостроительства основываются не только на архитектурных разработках, выполненных с учетом самых последних достижений в этой области, – они базируются также на достижениях инженерных технологий и средствах компьютерного обеспечения. Это позволяет добиваться рациональной организации пространства на территориях отдельных муниципальных образований и городов в целом.

Сегодня проектировщики, занимающиеся вопросами развития городского хозяйства, его инфраструктуры, реконструкцией имеющихся жилых и производственных фондов, обязаны учитывать множество различных факторов, условий, особенностей объектов, с которыми они имеют дело. Как правило, соответствующие сведения сводятся в системы с огромным количеством параметров, обработка которых немыслима без использования компьютерных технологий.

Занимаясь развитием городских территорий, особое внимание следует уделять системному анализу объектов, входящих в муниципальное образование. Такой анализ должен проводиться по целому ряду направлений, каждое из которых в той или иной мере влияет на развитие территории, включая анализ исторического развития городского участка, который предполагается видоизменить или реконструировать. Культурные и исторические объекты, появившиеся в разные годы, которые со временем превратились в неотъемлемую часть городского ландшафта, обязательно должны учитываться при планировании новых и реконструкции существующих построек.

Другим направлением системного анализа должно быть всестороннее изучение взаимодействия отдельных функциональных элементов городского участка или округа, которые влияют на жизнедеятельность населения, на оптимальное их использование. Здесь необходимо принимать во внимание многие параметры, регламентируемые различными градостроительными правилами и требованиями.

Важной частью исследований, предшествующих проектным разработкам, является учет санитарных норм и ограничений, связанных с ними, экологических требований, а также вопросов оптимизации административного управления на городском участке. Одновременно нужно учитывать возможное влияние планируемых изменений в одном муниципальном образовании на соседние территории.

Приведенный перечень направлений системного анализа далеко не полный, но и он дает представление о том, насколько большой информационный объем должен быть принят во внимание в случае нововведений на каком-либо городском участке. Каждый новый градостроительный объект, предполагаемый к проектированию, должен соответствовать многочисленным требованиям, которые в конечном счете обеспечат его оптимальное использование. Поэтому на стадии предварительной проработки проекта с применением компьютерных технологий должна создаваться модель с заданным набором параметров. В ходе последующего проектирования необходимо постоянно стремиться к соответствию заданным параметрам.

Обозначенная проблема рассматривается в последние годы не только на уровне городских администраций, но и на уровне управленческих структур федеральной власти. Невозможность проработки такого количества вопросов одними проектировщиками требует создания технологии предварительного анализа большого массива информации. С этой целью была образована новая служба, в задачу которой входит создание информационных систем обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД).

В последние годы такие системы нашли применение в управленческих и административных организациях некоторых городов России. Они представляют собой систематизированный в соответствии с кадастровым делением территорий Российской Федерации свод документов и сведений, отвечающих определенным статьям Градостроительного кодекса РФ, а также иных документов, материалов, карт, схем и чертежей, содержащих информацию о развитии территорий. С помощью ИСОГД можно обеспечить информационную поддержку множества разнообразных процессов жизнеобеспечения и развития города.

В такую комплексную систему входят несколько классов систем, среди них: геоинформационная система (ГИС), система электронного документооборота (СЭД), система управления базами данных (СУБД), система управления электронными административными регламентами (ЭАР), система классификации и кодирования информации [4]. В частности, ГИС позволяет представить территорию муниципального образования в виде совокупности тематических слоев, упорядоченно представляющих практически всю информацию, связанную со множеством разнообразных объектов и процессов жизнеобеспечения и его развития (рис. 1).

Обычно полномочия и функции ИСОГД определяются законодательными актами муниципального значения. В первую очередь это было сделано в Москве и Санкт-Петербурге. Законодательные документы муниципального значения, в которых регламентируется порядок взаимодействия исполнительных органов государственной власти на уровне муниципальных образований, вводят ИСОГД на территории города или его отдельного района. Службы ИСОГД взяли на себя функцию сбора всесторонней информации, которая накапливается в базе данных системы и может в дальнейшем эффективно применяться для решения аналитических задач и поддержки принятия управленческих решений, включая такие основные этапы, как обработка и анализ первичных данных и подготовка их для решения последующих конкретных вопросов.

Однако в подавляющем большинстве российских городов службы ИСОГД, особенно на уровне муниципальных внутригородских образований, отсутствуют, либо их деятельность носит временный и ограниченный характер. Одна из причин сложившегося положения дел состоит в том, что в малых и средних городах нет в достаточном количестве специалистов такого профиля, хотя еще в 2003 г. в вузах и колледжах страны (прежде всего строительного профиля) была открыта их подготовка.

Рис 1. Схема представления данных об объектах территории муниципального образования в виде совокупности тематических слоев

Видовые изображения как основа информационной модели. Большой ряд вопросов, связанных с необходимостью широкомасштабной проработки информационных материалов при планировании развития отдельных участков городских территорий, продиктован новым Градостроительным кодексом Российской Федерации [1]. Мероприятия, планируемые и реализуемые в соответствии с Градостроительным кодексом, предполагают использование большого количество документов, среди которых важная роль отводится материалам изобразительного характера. В первую очередь к ним следует отнести карты, схемы и планы участков городских застроек.

Не меньший объем информации содержат градостроительные кадастры, которые в последние годы находят все большее применение. Среди кадастровых документов, относящихся к градостроительству, большое значение придается информационным материалам изобразительного характера. Поверхностный анализ таких документов приводит к выводу, что их содержание и исполнение можно значительно оптимизировать с помощью средств современных компьютерных технологий.

К отдельной категории документов, отображающих городские участки, относятся зоны с особыми условиями использования территорий: зоны охраны объектов культурно-исторического значения, санитарно-защитные зоны и охранные зоны. В частности, в городе Тамбове наибольшее распространение получили территории, на которых находятся охраняемые или иные объекты культурно-исторического значения (далее ОКН). Вопросы, связанные с изображением больших участков городских застроек такого типа на примере объектов, расположенных в Тамбове, изучались при выполнении грантов РГНФ творческим коллективом преподавателей и аспирантов Тамбовского государственного технического университета в 2007–2013 гг. [2, 3, 6, 8, 9]. Результаты этой работы нашли практическое применение. В частности, подготовлена хронология и полная информация по памятникам и памятным знакам, расположенным на территории Тамбова.

Технология моделирования градостроительных объектов такого рода в обязательном порядке должна включать создание информационной модели объекта. Авторами предложена модель формализованной совокупности знаний об объекте, представленной в виде графовой структуры фреймов [7]. Структурная схема модели приведена на рисунке 2. В ней содержатся сведения о составе ОКН, характеристике его основных свойств и способах задания значений или графического образа этих свойств. Такой подход позволяет специалисту систематизировать всю информацию о реальном объекте, упорядочить ее хранение на электронных носителях и обеспечить их дальнейшую эффективную обработку.

Во многом результатом этих исследований явилась разработка способов и методов видовых изображений объектов исторической застройки города Тамбова в определенные годы. Принцип и технология изображений участков городских застроек, использованные нами, вполне применимы в любых информационных целях, когда требуется обращаться к графическим изображениям градостроительных объектов.

Другим важным результатом упомянутых научно-исследовательских работ является предложенный авторским коллективом подход к оформлению пространственной модели территориально распределенного объекта. Такая модель отдельного градостроительного комплекса включает в себя: трехмерное фотореалистичное изображение всех входящих в комплекс объектов с их географической привязкой и атрибутивную информацию различного назначения. Варианты использования этого подхода были продемонстрированы на примерах ОКН города Тамбова и мемориалов, посвященных Великой отечественной войне, в Тамбовском регионе [5].

В дальнейшем планируется использовать полученные результаты для больших участков городских застроек (микрорайонов, кварталов), отнесенных к общественно-деловым зонам. При этом необходимо придерживаться основного метода создания пространственной модели каждого отдельного градостроительного объекта с применением ГИС, а атрибутивная информация по каждому объекту должна в основном соответствовать требованиям городского кадастра и Градостроительного кодекса. Реализация такой цели возможна только с использованием современных компьютерных технологий. В конечном счете это позволит разработать совершенно новую технологию создания информационных систем обеспечения градостроительной деятельности и оптимизировать их применение.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный закон Российской Федерации № 190-ФЗ от 29.12.2004 «О Градостроительном кодексе Российской Федерации». http://www.rg.ru/2004/12/30/gradostroitelniy-kodeks.html (дата обращения: 09.012014).

2. Распоряжение Президента Российской Федерации № 264-рп от 16.05.2008 «О присуждении грантов Президента Российской Федерации для поддержки творческих проектов общенационального значения в области культуры и искусства». http://document.kremlin.ru/page.aspx?1110785 (дата обращения: 09.012014).

3. Решение совета Российского гуманитарного научного фонда от 3 марта 2011, протокол № 1. http://www.rfh.ru/downloads/Board/032011/Annex8.pdf (дата обращения: 09.012014).

4. Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности. http://ru.wikipedia.org›Информационные системы обеспечения… (дата обращения: 09.012014).

5. Немтинов В.А., Горелов А.А., Острожков П.А. и др. Информационные технологии при создании пространственно-временных моделей объектов культурно-исторического наследия. Тамбов: Издательский дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2013. 216 с.

6. Немтинов В.А., Горелов А.А., Острожков П.А. и др. Об информационной базе знаний о памятных знаках, памятниках и мемориалах Тамбовской земли // Информационное общество. 2013. № 3. С. 58–64.

7. Немтинов В.А., Горелов А.А., Острожков П.А. Пространственно-временная модель объекта культурно-исторического наследия // Информационные технологии. 2010. № 7. С. 36–39.

8. Немтинов В.А., Горелов А.А. Методологические основы ретроспективного анализа объектов исторического и культурного наследия с использованием информационных технологий // Клио. 2008. № 1. С. 3–8.

9. Немтинов В.А., Горелов А.А. Моделирование объектов культурно-исторического наследия – основа клиометрических исследований // Клио. 2010. № 4. С. 3–7.

____________________________________________________________
ГОРЕЛОВ Иван Александрович
Аспирант кафедры «Автоматизированное проектирование технологического оборудования»
Тамбовского государственного технического университета

НЕМТИНОВ Владимир Алексеевич
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Автоматизированное проектирование технологического оборудования» Тамбовского государственного технического университета