Települési vízgazdálkodási adatok kezelése. Városi hidroinformatika. Adatforrások Modell adatok

Átírás

1 Untitle d [m] Flags A z elıadás a Tempus, Leonardo da Vinci, Innováció Transzfer által finanszírozott Urban Water Expert projekt keretében készült Települési vízgazdálkodási adatok kezelése RDBMS Városi hidroinformatika Modell adatok Nyilvántartási adatok Rendszer struktúra adatok Vízgyőjtık (terület, lejtés, burkoltság, népesség) Hálózat Csıvezetékek (X,Y,Z, hossz, DN, érdesség, lejtés, ) Akna (X,Y,Z1,Z2, átmérı, be- és kifolyás) Mőtárgyak (szivattyú, záporkiömlı, tározó, zsilip, ) Üzemeltetési paraméterek Zsilip állítások Szivattyú jelleggörbék és szabályozások... Üzemeltetési esemény adatok, idısorok Ivóvízfogyasztás - Szennyvíz terhelés Vízhozamok (v, h, Q) Vízminıségi adatok (O2, NH4, NO3, P) Csapadék (i) Adatforrások h [mm]

2 Bonyolult csatornahálózat Egyszerősített modell [m] Prága, szennyvízcsatornázás: Master Plan B_O5B V166Os V A_O18A B V167 A_ [m] P B_O11B A_O1A V BS A_O20A A_O20A A_O15A Os A_O2A A_O16A BS Os Vl F A_O13A D1 A_O21A D B C M_0 A_O14A A_O10A A_O9A A_O11A Po%% [m] F3 M A A_O4A Solid Stod Jih B Barr KSB JM modr [m] Prágai projekt adatai Csatornarendszer - LIDS, 20 MB Digitális terep pontok, Prága, ArcInfo, 100 MB Digitális térkép, Prága, DGN, 48 MB Ortofotó, Prága, JPG, 77 MB DTM Prága (10x10 m, 30 cm ), 240 MB Kartográfiai térkép, Prága, TIF, 80 MB Talajvízszintek, 30m x 30 m háló, MGE, 20 MB 7 mérıállomás 9 éves csapadék idısorai, ASCII, 5 MB Fejlesztési tervek Prágai beépítési térképek Zöld felületek és védett területek térképei Mérési adatok (19i, 19Q, 25H)... Csapadék adatok - Gandalf, 500 MB Csat. rendszer mat. modellje, MOUSE, 5 GB Befogadók mat. modellje, MIKE11, 2 GB Vízgyőjtı adat, lak., vízzáró felületek, Mapinfo, 500 MB Szimulációs eredmények MOUSE, MikeView, 2 GB Szimulációs eredmények MIKE11, MikeView, 10 GB Adatigény az egyes adat tulajdonosoktól Kormányzati hivatalok Közmő vállalat GIS CAD RDBMS RDBMS Kutatóintézetek Speciális Szimulációs eszközök modell Tulajdonos RDBMS GIS CAD Mérnöki tanácsadó cégek Szimulációs modell GIS, CAD RDBMS Speciális eszközök 2

3 A DHI szoftver család Együttes adatkezelés, Prága Együttes adatkezelés, Szófia 3

4 Feladat azonosítás A vízi környezet folyamatainak tervezése és kezelése integrált adatkezelésen alapuló, a jelenleginél lényegesen magasabbszintő munkát igényel az egyes szervezetektıl. Ez az igény ritkán elégíthetı ki. A menedzsment és a tervezési folyamatok egyik súlyos akadályozója az adatok inkonzisztenciája, ellentmondásossága. Dynamics of economical processes New technologies Management Management and planning and planning in urban in Water drainage utilities area Restricted financial sources Protection of living environment Az adatok állapota napjainkban Változások a vízhez kötıdı problémák megközelítésében Növekvı igény az integrált megoldásokra Az információ technológia hatásai Összpontosítás az élı környezetre Változások az adatigényben Növekvı adatigény (minıség, mennyiség) A hagyományos technológiájú adatgyőjtés, frissítés és tárolás növekvı költségei Igény a gyors és olcsó adatcserére, a folyamatos adatfrissítésre és kezelésre Napjaink adatforrásai Széles tartomány és nagy adattömeg Csak az adatok egy része digitális formátumú Sokféle, specializált adatbázis Változatos tulajdonságú adatbázisok, formátumok, minıségek Kommunikáció az export/import eljárások szerint Az adatok értelmezése m. Af. m Bf. Csatorna adat? X? X Népesség adat?? + Hidraulikai paraméterek? Tervezési adat? Felmérési adat 4

5 Az adatok értelmezése Felmérések Relatív távolságok X1,Y1 X1,Y1 X2,Y2 X1,Y1 X1,Y1 X2,Y2 Topológia Mőtárgyak L2 X2,Y2 L1 X1,Y1 X1,Y1 Egy furfangos mőtárgy Felülnézet Egy furfangos mőtárgy Metszet 5

6 EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY SITUATION PLAN IN CAD FORMAT FROM MANHOLE SURVEY GIS THEMES EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY SITUATION PLAN IN CAD FORMAT FROM MANHOLE SURVEY GIS \U+ 0442\U+ 0435\U+ 043C\U+ 0438: HORISONTAL, VERTICAL PLAN AND PHOTO FOR MANHOLE EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY kanal_pkt_ms kanal_pkt_ms kanal_pkt_ms START MS-GIS TRANSFER 1 CONTRACT CREATE THEME kanal_pkt_ms FOR COLLECTOR KAKACH VERIFICATION DOES MANHOLE EXIST IN GIS YES VERIFICATION DOES MANHOLE HAS RIGHT LOCATION YES ENTER DATA "A" IN GIS THEMES VERIFICATION OF NUMBERS -FILL FIELD SAVE AS kak_pkt Ms_No JOIN TABLES kanal_pkt_ms COPY FIELDS WITH DATA"B" FROM kanal_pkt_ms TO CUT THEME CUT THEME SAVE AS kak_lin CUT THEME weir SAVE AS kak_weir USE THEMES kak_pkt kak_lin kak_weir IN SIMULATION MODEL NO NO weir kak_pkt kak_lin kak_weir CREATE NEW MANHOLE IN GISTHEMES MOVE MANHOLES 2 CONTRACT DATA BASE corrected /PROGRAM SOFIYSKA VODA/ VERIFICATION DOESMANHOLE HAS RIGHT LOCATION YES START MS-GIS TRANSFER FILL DATA FROM 2 CONTRACT IN DATA BASE /PROGRAM SOFIYSKA VODA/ RUN AVENUE SCRIPTS TRANSFER MEASURED DATA IN GIS THEMES CORRECTPROBLEMS IN GIS THEMES RUN AVENUE SCRIPTS NO go to Eryl's team go to GIS team aqva base connectivity checks CORRECT LOCATION OF MANHOLES IN GISTHEMES Adatkezelési folyamat Megbízói adatszolg. Egyedi adat értékelés Adat összekapcsol hatóság ell. Adatok helyszíni ellenırzése GIS adatok ellenırzése Szimulációs modellezés Egyéb adatforrások Adatkommunikációs problémák Adat formátum Adatszerkezet Adat konverzió Adathasználat Általános problémák - adatforrás minısége, költségek - vektor x raszter adat, ASCII x BIN x RDB, - idısor, nyári/téli idıszak, objektumok - hálózati topológia, koordináta rendszer, m.egys. - mennyiség, kezelés, változások, frissítés Értelmetlen és idıtrabló munka a nagy valószínőséggel véletlen és/vagy szisztematikus hibákkal terhelt, hosszú idısorok feldolgozása.! HIBÁS DÖNTÉSEKHEZ VEZET! Hihetıség vizsgálat, adatminısítés, adat tisztítás Az Integrált Adatkezelés (IA) alaptézisei Az adatok manipulálásával kapcsolatos problémák az Adatkezelés hiányosságai miatt következnek be. Az adatrendszerezés minıségének javítását szolgálhatja az adatok Integrálása. Az adatintegrálás fı célja a könnyebben elérhetı, többszörös hasznosítású, hosszú élettartamú, az adatkezelés technológiájától független Homogén Adatkörnyezet elérése A sikeres, hosszú élettartamú adatkezelés elérésének alapvetı technikai feltétele egy megfelelı Adatmodell kifejlesztése. 6

7 A. NW 150PVC S a h l i s t r a s s e S= C B. Sa= K l a v i e r w e g NW 120 BR NW 150 P VC E1 A2 A1 HE 81 D = E1 = A1 = A2 = ) ) Az adatintegrálás lehetısége Sys Level Acctng GIS eszközök ) Sys Level Acctng NW 150 PVC 1956 NW 150 BR 1936 NW 200 PVC 1956 Add Edit Cancel CAD eszközök Sys Level Acctng Add Edit Cancel Szimulációs eszközök Az IA alapvetı céljai Egyszerő adatátvitel és integráció (egyezményes adatszolgáltatás az egyes adattulajdonosok között ) Az adatok legyenek függetlenek a személyek cseréjétıl (az adatszerkezetek világos, egyértelmő dokumentálása) Függetlenség az adatkezelés technológiájától (könnyő hozzáférés az adatokhoz és egyszerő alkalmazás ) A tárolás és frissítés egy helyen történjen (nagy kapacitású tároló) Hosszú idıtartamú adathasználat (jó minıségő adatmodell) Az IA alapvetı technikai feltételei az ADATMODELL fejlesztésénél találhatók. Az AI értelmezési tartománya Az adatmodell a valóságos rendszer szerkezetének egy sajátos absztrakciója az adatok tulajdonsági és kapcsolati formájának leképezésével a digitális informatikai világban. Az adatmodell egy fogalom, nem pedig egy termék Fogalmi adatmodell A valós világ objektumainak azonosítása Logikai adatmodell Alkalmazott (fizikai) adatmodell A valós világ objektumaninak a felhaználás szempontjából releváns adatai alapán való azonosítása, definíciója. A logikai adatmodellstzámítástefhnikai megvalósítása valamely adatbázis kezelı rendszerben. 7

8 Adatmodellezés Valóság poklop Dom ovní přípojka O ddělovací kom ora poklop Výusť Fogalmi adatmodell Sekce Uzel Spoj Logikai adatmodell Oddělovací komora Šachta Domovní Přípojka Šachta Komplex víziközmő rendszerek A rendszert egy sor, egymással kapcsolatban lévı, egységet alkotó és feladattal rendelkezı komponensként jellemezhetjük. Ezt a feladatot egyik komponens sem képes önállóan ellátni, hanem csak a többi komponenssel együtmmőködve. (Probs 1988) Szennyvíztelep Vízgyőjtı Domain Action Physical elements Elements Environment Városi csatornázás Ivóvízellátás telekommunikáció szállítás Víellátó hálózat Csat. hálózat Üzemeltetés & fenntartás Szennyvíztelep Menedzsment & tervezés Supply & Drainage system Natural Environment Józan ész Befogadó Szabályok, szabályozás & jogszabályok Objektumok fogalmi adatmodellje Csatornázás részrendszer Komplex Csatornarendszer Befogadó részrendszer Komplex Befogadó rendszer Létra Elektr. egység Csı Akna Csomóp. Szakasz Csatl. Swimming area Limnigraph station Riverbed section Dam Node Section Joint Bench Lit Komplex szabályozók Helyi Korlátozás szabvány Átemelı Tározó Kifolyás Házi bekötés Z.kiömlı Ülepítı tározó Védıtáv. Bújtató Mőtárgyak Szerelvények berendezések Szelep Zsilip Sziv. Bukó Ejtıakna Fojtó csı Bank Arc Line Water take-off Flood plain Dry Polder Szennyvíz terhelés Sluice Pond Node Hydraulic river structure Valve Gate Culvert Weir Bed drop Komplex Monitoring rendszer Cél objektum Komplex Üzemelési rendszer Infiltration area Catchment Industrial effluent Household Idısor kezelés Csomópont TV kamera ellenırzı Rekonstrukciós helyszín Rendszerhiba helye Visual inspection site Emergency overflow Pump Vízáll. adat Csap. adat Hozammérı Szintmérı WWTP part structure Complex WWTP structure Hozam adat Víz. adat Mintavevı Csap. mérı Cél objektum Komplex Tervezési rendszer Görbe Vonal Ladder Screens Electric unit Lit Pipe Pump station Manhole Outlet Node Section Joint Hydraulic WWTP structure Csatorna beruházás Víz ell. szervezet Csatornázási terület Védett terület Sedimentation tank Retention tank Valve Gate Vízfolyás beruházás Szennyvíz ellenırzır szervezet Lakósőrőségi területek Urbanizált terület Sludge tank Activation tank Pump Weir Szv.telepi beruházás Helyi hatóságok Kataszter Besziv. zóna Diverting structure Inverted siphon Drop Throttling pipe 8

9 Adatmodell (ESRI) ToC MIKE URBAN alkalmazás MapView I. Info MapView II. Long Prf Editors TS graph Mike Urban adatintegráció Idısorok Szerkezeti adatok Geometriai adatok Fı eredmények Egyéb rétegek ArcMap ArcCatalog ArcToolbox 9

10 MIKE URBAN felépítés ArcGIS A térbeli információk létrehozására és kezelésére. ArcSDE A több felhasználós adatbázis kezelés megvalósítására. ArcIMS Információk megosztása és publikálása az Interneten. MIKE URBAN felépítés A MIKE URBAN az ESRI ArcObjects technológia alkalmazásán alapul MIKE URBAN felépítés Az adatkezelés lehetséges az egyedi felhasználó saját adatbázisával (Microsoft Access) és több felhasználós (Oracle) adatbázissal 10

11 Felépítés ArcMap MIKE URBAN ArcObjects Based on ESRI ArcGIS technology A fully object oriented COM architecture GeoDatabase A geoadatbázis a térgeometriai adatok tárolója. Minden adatot a szabványos DBMS-ben kezelnek, a táblázatok a szabványos SQL adattípusoknak megfelelıek. A MIKE Urban felépítése ArcMap MIKE URBAN ArcObjects Based on ESRI ArcGIS technology A fully object oriented COM architecture GeoDatabase A MIKE URBAN lehetıvé teszi az adatok széles körével való munkát egy egységes felületen. Az adatokat megjelenítheti és kezelheti az ArcCatalog-gal. Az integrált adatkezelés elınyei o Az adatokat egységben látjuk o Rugalmas döntéshozási folyamat o A kommunikáció nyelve egyszerősödik o Megtakarítások az import/export technikák frissítésében o Az informácivesztés és az adatkettızés megszüntetése o Adatmegosztás és párhuzamos adatkezelés o Megtakarítások az alkalmazások fejlesztésénél o Függetlenedés az eladó technológiájától Könnyen hozzáférhetı adattároló, többszörös felhasználó és hosszú élettartam függetlenít az adatkezeléstıl, és a tervezési és menedzsment folyamatok információ forrásaként szolgál. 11

12 Kockázatok az integrált adatkezelésben Az emberi tényezı (szakértıi csaport, generációs probléma) Szervezeti gátak (vállalat szervezeti felépítése, személyek, piac) Alkalmazási lehetıségek (hatékony adat hasznosítás) A tisztán technikai megoldás ILLÚZIÓ Tervezési hatékonyság Inf.techn. illúzió Az Információ-technológiára alapozott változtatás hatékony a technológiában, az üzleti folyamatokban és a szervezeteknél. Folyamat automatizálás Az adatok felhasználásának gyenge pontjai 1. Ha az adathasználatban csak valamely speciális feladatra koncentrálunk - Szimulációs modell, GIS 2. Csak a rutin feladatokhoz tartozó adatokra koncentrálunk különbözı igényő és tartalmú adathalmazok 3. Erıs felhasználó-személy és/vagy technológia függıség - Adatkezelés és értelmezés - Egyéni adatszerkezetek, nagyszámú programozási interfész Következtetések o A víziközmővek modern menedzselése és a tervezési folyamatok nem végezhetık el a bonyolult információtömeg ismerete nélkül. Az adatok jelenlegi állapota azonban nem felel meg az ehhez szükséges igényeknek. o A jelenlegi adatkezelés nem hatékony,idıtrabló és nagy valószínőséggel random, illetve szisztematikus hibákat visz hosszútávon a folyamatba. Az ilyen adatok a döntéshozókat hibás döntésekhez vezetik. o Az adatok szervezésében javulást csak az Integrált Adatkezeléssel érhetünk el. Az adatok integrálása olyan homogén adatkörnyezetben lehetséges, amelyre a könnyő hozzáférhetıség, a többszöri felhasználhatóság és a hosszú élettartam jellemzı, függetlenül az adatkezelés technológiájától. o Az integrált adatkezelés alapvetı technológiai feltételeit az adatmodell megfelelı dokumentálásával teremthetjük meg, azonban az alkalmazás sikerességéhez a felhasználók és a mőködtetı szervezet megfelelı felkészítése is szükséges. 12