עדכון נתוני תשתיות במערכת GIS, לניהול תשתיות עירוניות

מעדכני נתוני מערכות ה-GIS העירוניות נושאים באחריות כבדה, שכן מערכת זו משפיעה על תפעול התשתיות השוטף בעיר ושיפורם העתידי. ברשויות ובתאגידים קיימת חשיבות לפתרון הדילמה העוסקת בבחירת הגורם האחראי לעדכון נתוני התשתיות במערכות ה-GIS, כאשר השאלות הנשאלות הן בשתי סוגיות מרכזיות:

1.  זהותו והכשרתו של אותו גורם, קרי: ספק מערכת ה-GIS ? מהנדס הרשות\תאגיד? או מפעיל\אחראי מערכת ה-GIS בארגון?
2. מהם הכלים העדיפים לשימוש לצורך העדכון: תוכנה מקומית או אינטרנטית או שילוב בין השניים? 

משתמשי מערכות ה-GIS לניהול תשתיות עירוניות בתחום המוניציפאלי נחלקים לשלושה סוגים:

1. משתמש לצפייה בלבד – כל המורשים לצפות ו/או להפיק נתונים מהמערכת החל ממנהלי הארגון, המשך בעובדי אדמיניסטרציה מתכננים וגורמי חוץ וכו'. 
2. משתמש תפעולי – החל מהגורמים המקצועיים בארגון, עובדי תכנון ולעיתים גם האחזקה. 
3. משתמש המעדכן נתונים בעצמו– המשתמשים האפשריים מתחלקים לשתי קטגוריות: 

• המהנדס, אשר מבין את ההשלכות ההנדסיות של העדכון. 
• והמעדכן הטכני – בד"כ איש תפעול/ שרטט/ גאוגרף היודע ומכיר את יכולות התוכנות למיניהן אך לעיתים אינו בקיא בהשלכות ההנדסיות. 

המהנדס מוכשר בהשכלתו בשרטוט תשתיות עפ"י כללים הנדסיים וטופולוגיים מדויקים ויכולת ביצוע בקרת איכות באמצעות הפעלת כלים מורכבים. לדוגמא: הפעלת כלים מורכבים הדורשים ידע הנדסי וטכנולוגי מוקדמים, מציאת פתרונות יעילים לבעיות והקפדה על מתודולוגית עבודה יעילה. 

לא כל משתמש יודע לענות על שאלות הנדסיות או גאו אינפורמציה פשוטות: למשל, האם קו מים 2 צול ו-4 צול צריכים להיות באותה שכבה? כיצד זה משפיע על ההשלכות ההנדסיות? או למשל, האם קווי מים וביוב ישורטטו עד הקיר החיצוני של השוחה או עד למרכז השוחה? ומהו אורך קווים אלו?

החשש העיקרי הוא שלמעדכן הטכני חסרה ההבנה ההנדסית לגבי מבנה רשתות המים והביוב ומיומנות בתהליכים טכניים המאפשרים לערוך נתונים העומדים בדרישות הטופולוגיות. בתמונה הבאה מוצגת עבודה של מעדכן טכני שהינו שרטט מיומן. הקווים בצבע תכלת ובצבע אדום מקורם בסקר נכסים כאשר ידוע שדרגת הדיוק הגיאומטרי שלהם נמוכה, אך לרוב קיים בהם מידע אמין לנתונים אלפה נומרים כמו קוטר הקו, חומר ושנת הנחה. הקווים הצהובים הם דיגיטציה, אשר ביצע המעדכן הטכני מתוך תכניות עדות (AS MADE) של תשתיות ביוב שאינם מכילים מידע אודות קוטר הקו, חומר ושנת הנחה.

 
השאלות המתבקשות בנוגע לאופן שבו בוצע העדכון:

• האם קיימים קווי ביוב משני צדי הכביש או שהדבר מעיד על כפילות מיותרת? 
• האם לא עדיף היה שהמעדכן יבצע הזזה של תוואי סקר הנכסים למיקום המדויק במקום לשרטט מאפס את התוואי לפי תכניות העדות? מי יבצע את העברת המידע בין האובייקטים? כיצד יבצע זאת?
• מדוע המעדכן לא נתן אינדיקציה לקוטר הקו בשכבה? האם זה כיוון שהמידע לא היה זמין בתוכנית העדות או כיוון שהמעדכן שכח לעדכן מידע זה? 
• האם קווי ביוב ראשיים וחיבורי בתים צריכים להיות משורטטים באותה שכבה?
• המעדכן הטכני בחר לשרטט קווים כקו רציף ללא הפסקה בשוחה. כיצד אם כן יוגדר לכל מקטע אורך ושיפוע מוגדרים? האופציה לדרוש מהמעדכן הטכני לפצל את כל הקווים במפגש עם השוחות היה גורר חריגה משמעותית מלוחות הזמנים ואי עמידה בדרישות האיכות הקפדניות, משום שאינו מכיר טכניקות אוטומציה ליצירת טופולוגיה נכונה.
• אובייקטים שונים המופיעים בתוכנית העדות לא שורטטו משום שהמעדכן הטכני לא הבין שעליו להתייחס אליהם וכיצד, מצד שני שורטטו אביזרים שלא היה צורך לשרטט, ובכך הושקע זמן עבודה מיותר.
• במקרים מסוימים חיבורי הבתים שורטטו כעוברים על גבי המבנים הנראים בתצלום האוויר.

בסופו של תהליך אמורה להיוותר רשת אחת בלבד עם מידע מלא כך שתהליך העבודה צריך להיות מתוכנן מראש באופן שמקל את ביצועו, ומונע אובדן מידע וכפל בזמן עבודה. במקרים רבים התברר כי הציפיה שמעדכנים טכניים יחסכו בעלויות ויקצרו את לוחות הזמנים לא התממשה.  

קראו גם על מערכות פוטו וולטאיות, כאן >>

תוצאה של מיפוי שגוי או חסר

מידע שגוי במערכת עלול לגרום להוצאות/ פעולות מיותרות לדוגמא חפירה במקום לא נכון ופגיעה בתשתיות אחרות, ניתוק כבלי חשמל וכבלים, הכפלת עלויות תיקון, עיכוב בתיקון בהחזרת אספקת המים והחשמל לתושבים וכיו"ב. כך למשל, בשל העדר מיפוי עדכני, נפגע קו מים מרכזי שגרם לניתוק אזורים שלמים בעיר באר שבע מאספקת מים, בעוד שבאזורים אחרים נגרמו שיבושים באספקת המים לרבות לחץ נמוך ביותר.

מהם הכלים העדיפים לעריכת נתונים?  

כלי העדכון במערכות השרטוט וה-GIS הנפוצות כוללים שתי רמות:  

1. יכולות בסיסיות לעריכת נתונים: לדוגמא הזנת נתונים אלפא נומריים באובייקטים קיימים, הוספת שכבות והערות זמניות לאישור הנדסי וכו', הוספת קבצי מדידות, הוספת קבצי תמונה וכיו"ב.
2. יכולות מלאות לעריכת נתונים: לדוגמא הצלבת נתונים ממקורות ואיכויות שונות,  בקרת איכות הנדסית, שרטוט הנדסי מדויק של שוחות ביוב וקווי מים, בדיקה ותיקון טופולוגית רשת, הרשאת מנהל מערכת, שינוי נראות האתר.

הפתרון המומלץ ביותר מספק את יכולות העריכה המלאות, הקיימות כיום, בעיקר בתוכנות מקומיות שאינן רווחות עדיין בסביבת WEB. 
יש כיום בשוק 3 תוכנות עיקריות, הניתנות לשילוב עם מערכות ה-GIS הרווחות בתחום:
א.    ArcMap- תוכנה מסחרית של חברת ESRI בתשלום
ב.     Autocad Map- תוכנה מסחרית של חברת AUTODESK בתשלום 
ג.    QGIS- תוכנה בקוד פתוח ללא תשלום

מהם היתרונות של תוכנות מקומיות לעומת אתרי GIS אינטרנטיים (בענן) בתהליך עריכת מפות? 
מרבית אתרי ה-GIS באינטרנט הרווחים כיום בתחום התשתיות, עדיין אינם מציעים את כל מגוון הכלים המתקדמים שמציעות התוכנות המקומיות, בעיקר בתחום העריכה הגרפית. הנחת העבודה הינה שהפתרון הטוב ביותר כיום הוא שילוב בין יכולת עריכה בתוכנה מקומית לצפייה וביצוע שאילתות ואנליזות מרחביות באמצעות אתרי ה-GIS באינטרנט.

דוגמאות ויתרונות לכלי עריכה מתקדמים בתוכנות המקומיות :

• עדכון גרפי מתקדם כגון: מנגנוני הצמדות לסוגי נקודות אחיזה מסוימים באובייקטים, איחוד ופיצול אובייקטים מתקדם, מעקבי הצמדות, טולרנסים וכו'.
• כלי בקרת איכות לאיתור שגיאות שרטוט כגון: איתור אובייקטים כפולים, איתור חוסר היצמדות לאובייקט.
• בדיקת תקינות טופולוגית - טופולוגיה מתייחסת לקשרים הלוגיים בין האובייקטים השונים, לדוגמא האם קיים חיבור בין קו מים למגוף, או בין שוחת ביוב לקו ביוב. 
• בחינה יעילה של תכניות המוגשות ע"י קבלנים והתאמתם למפרט ההנדסי. הבחינה תתאפשר על המידע הגולמי בפורמט "חי" ללא צורך בהמרות הדורשות עבודה מרובה.
• חלק מתוכנות העריכה המקומיות הן חינמיות בקוד פתוח, יתרון החוסך בעלויות.
• תוכנות מקומיות המותקנות באופן מקומי במחשב האישי אינן תלויות בחיבור רשת אינטרנט.

מגבלות העדכון והעריכה הישירה באתר GIS באינטרנט:

• עריכה לא מבוקרת ישירות באתר ה-GIS בעייתית היות ותיקון טעויות שרטוט וטעויות טופולוגיות מוסיף שגיאות לבסיס המידע באופן הולך ומצטבר עם הזמן. במוקדם או במאוחר יידרש טיוב נתונים מחדש בידי איש מקצוע בעלויות כספיות נוספות. 
• טופולוגית רשת שגויה או לא עדכנית גורמת לשגיאות וחוסרים בדוחות המופקים מהמערכת או לתוצאות שאילתות מידע יהיו חלקיות / שגויות.
• תקלות בפעולת פונקציות חשובות שונות כמו "מגופים שולטים".
• בדיקות הנדסיות לוגיות לא יפעלו כנדרש. לדוגמא מילוי ערכי IL של הקו מהשוחות המחוברות אליה. 
• קושי בקליטת תכניות DWG מהגורמים העוסקים בהנדסה (לדוגמא מקבלנים ומתכננים) ובהטמעתם לבסיס נתוני המערכת באופן נכון טופולוגית. יכולת מתקדמת זו קיימת רק בטכנולוגית התוכנות המקומיות.
• כלי עיגון מידע גיאוגרפי אינם קיימים באתרי GIS אלא אך ורק בתוכנות מקומיות.  

קביעת זהות הגורם המעדכן:

• עדכונים בסיסים ניתנים לביצוע ע"י המעדכן הטכני, לעומת זאת בביצוע עדכונים הדורשים יכולות מלאות קיימת העדפה למהנדס הבקיא בתחום תשתיות המים והביוב.
• הרשות יכולה לבצע עדכונים באופן עצמאי אך הדבר מחייב בחינת כדאיות כלכלית של העסקת "עובד הארגון" המוכשר לבצע את העבודה במשרה מלאה, בעלות קבועה המוערכת בכ-150 אלף שקל בשנה. 
•  תאגידים רבים מעדיפים שעדכון בסיס נתוני התשתיות יבוצע ע"י גורם חיצוני "כלשכת שירות" המאפשר את גלגול האחריות על נותן השרות, חיסכון בגיוס והכשרת כוח אדם מקצועי ומיומן בעדיפות ברורה למהנדס המהווה "מצרך נדיר בשוק" בלאו הכי, חסכון בעלויות רכישת תוכנות ומחשבים וכו'.  

טכנולוגיה עדיפה: 

• תכנת AutoCAD Map  מהווה פתרון מקצועי לתאגיד/רשות המעוניינים בעצמאות מרבית בקליטת הנתונים ע"י מהנדס או גורם מקצועי העובד בארגון בכפוף לנכונות להשקיע כסף ברכישתה לצורך תלות מינימלית בספקים חיצוניים. 
• תוכנת ArcMap היא התוכנה המקומית הוותיקה בתחום אך הדבר מתבטא בעלויות גבוהות והצורך בביצוע המרות מידע מסורבלות לנתונים המתקבלים מקבלנים ומתכננים בתחום התשתיות. 
• תוכנת QGIS היא תוכנה חינמית חזקה שגם לה פותחו כבר אפליקציות ייעול רבות, עם זאת היא עדין נמצאת בתהליך צמיחה ולכן פחות מוכרת ע"י עובדי הרשויות לעומת AutoCAD Map ו-ArcMap הוותיקות יותר.