Airports GIS | OverviewAirports GIS | OverviewFAA | Airports GIS Program

Gil NeumannSr. Airport Planner, FAA | Airports

National Planning Division, Washington DCgil.neumann@faa.gov

Vision: Airport Data TransformationVision: Airport Data Transformation

What if the FAA couldWhat if… the FAA could capture and validate data against a defined standard, import it from and/or export it to an ALP, and make it ,available electronically for 

whoever needs it?

Why Did FAA Create Airports GIS?Why Did FAA Create Airports GIS?

• Mandates from the President and OMB– Executive Order 12906 (April 11, 1994)– OMB Circular A‐16 (issued 2002; revised 2010)

• Improve Efficiencies– Airports, FAA, consultants– Single, authoritative, accessible data source

• Reduce Costs to all Stakeholders• Improve Safety

– Increased need for real‐time data accuracy• Support Next Generation of Air Transportation (NextGen)Support Next Generation of Air Transportation (NextGen)

– A repository of airport information (not just survey data)• A true paradigm shift in the way we do business… in the right 

direction: it’s all about the data!direction: it s all about the data!

Airports GIS at a High LevelAirports GIS at a High Level

Airports GIS O U T P U TI N P U T

Airports

Survey Data Collection NFDC | eNASR data

Remote 

Natl Flt Procedures data

iOE/AAA data

Data Standards• Collection• Input

p

GISSensing

Ground Surveys

$ $

iOE/AAA data

electronic ALP Module

eNOTAMs Module *

NAVAIDS records/data **

AC150/ 5300‐16,‐17,‐18

Planning

Module

NAVAIDS records/data **

Airport Design Module **

139 Inspections Module **

Aerial Photos

Airport Planning

other

modules

Misc Financial Modules **

Compatible Land Use Module **

Misc Engineering Modules **

5010/NASR Data *

Airport Ops | NOTAMS *

Data | Other Agencies **Reduced Redundancy

Reduced CostsMisc Environmental Modules **New Tech | LiDAR/GPS **

Data Transformation* In Development | ** Planned

Airports GIS | End StateAirports GIS | End State

FAA LOBs

APPLY PUBLISHUSECOLLECT STORECHECK

Planning

Module

Airports

GIS

Airports

Agencies

IndustryM

Other Modules

IndustryMANAGE

SYSTEM DEPLOYMENTDATA COLLECTION

Airports GIS | Reality / TodayAirports GIS | Reality / Today

FAA LOBs

APPLY PUBLISHUSECOLLECT STORECHECK

Planning

Module

Airports

GIS

Airports

Development/Deployment Perspective: ATMs; PCs; FAX; Internet; e‐mail; mobile phones; Google Earth

FY 2009/10 AccomplishmentsFY‐2009/10 Accomplishments • Emphasis on survey standards (ACs) and Airports GIS website

– 800+ projects in the system (includes LPV/WAAS)• Airports GIS Programming (software, website, modules)

– Completed electronic ALP proof‐of‐concept (Sept 2009)– Transitioned from AIM to ARP (Fall 2010)– Deployed ‐18B schema templates (DWG DGN and SHP)Deployed  18B schema templates (DWG, DGN, and SHP)

• Outreach (on‐going) and Training– Deployed web‐based training (IDLE), FAQs, and Airports GIS Help Desk– ACC, ACI, AAAE, FAA conferences and workshops– Initiated: external training (ACC); internal training (6 Regions by end of CY10)

• Initiated robust data collection/input efforts– Phase I – 7 Airports (SW/SO Regions); Phase II – 30 Airports (All Regions)– Increasing emphasis on Airports GIS deliverable for all projectsIncreasing emphasis on Airports GIS deliverable for all projects– AIP Grant/PFC requirement to incorporate on virtually all projects– Obstruction surveys, construction projects, noise contours, land acquisition– “Tiger Team” deployed to reduce data verification delays

d k f d ( / / )• Issued Working Draft Guidance (06/24/10)

FY 2011 PrioritiesFY‐2011 Priorities• Implement Transition Policy; finalize the Strategic Plan• Business Case (begin tie‐in with other LOBs, starting with AIM)Business Case (begin tie in with other LOBs, starting with AIM)• Data Collection

– Complete Phase I pilot program; marked progress on Phase II– Fund additional robust data collection projects at high priority locationsu d add t o a obust data co ect o p ojects at g p o ty ocat o s

• Address Growing Pains >>> see next slide– Streamline data verification process (review: plans; control; imagery; data)– Improve website software and project flow (project/partial vs. airport‐centric)– Complete deployable eALP module precursors (programming; beta‐testing)– Incorporate lessons learned from pilot projects into Advisory Circulars (for updating 

in FY2012) and programming

O t h d T i i ( i )• Outreach and Training (on‐going)– Integrated Distance Learning Environment (IDLE)– Continue additional internal/external workshops and outreach efforts– Explanation of ROIs to airport community (from FAA field personnel)– Explanation of ROIs to airport community (from FAA field personnel)– Begin planning for resident training course at FAA Academy

Addressing Immediate ChallengesAddressing Immediate ChallengesAPPLY PUBLISHUSECOLLECT STORECHECK

FAA LOBsImprovedW b P l ALP

Airports

Web Portal eALPbeta

GIS

Airports

Cost Drivers; Timing

TransitionPolicy (forall Airportt i )

Enhanced data

; gcategories)

Enhanced  dataverification process

Airports GIS Transition Policy | Premise Airports GIS ACs were applied too broadly too quickly

• Estimated 4,000 projects per year (staff is already very busy)• One size of requirement does not fit all project types

I d t d FAA h t l i• Industry and FAA have a steep learning curve• Airports GIS system and processes not ready to handle demand• ACs have kinks that need to be worked outTransitioning is the key to realizing program (and NextGen) 

benefits

P i t d t b t iti d i ti ll• Program requirements need to be transitioned in practically• Phased in to airports by size and relevance to NAS • Enforce compliance as appropriate by projectnforce compliance as appropriate by project• Improve awareness, education and support

Transition Policy* | Immediate Steps• During the transition period, if a survey is required for a project involving 

safety critical data ACs 150/5300 16 17 and 18 must be usedsafety‐critical data, ACs 150/5300‐16, ‐17, and ‐18 must be used– Any change to safety critical data: runways, procedure design, obstruction analysis– Master Plan updates (which requires an eALP)– Obstruction surveys to develop new or change existing instrument approach procedures

• For other projects not involving safety‐critical data, airports must incorporate Airports GIS requirements on the following schedule:

– Large/Medium Hubs:  Now  (FY 2011)– Small/Non Hubs: 1 year (FY 2012)– Small/Non Hubs:  1 year  (FY 2012)– Top Non Primary:  2 years (FY 2013)– Middle Tier GA:  3 Years (FY 2014)– Lower Tier GA:  4 Years (FY 2015)

• If a survey is not required, project deliverable data must be submitted in paper format, at a minimum, as acceptable to the FAA– In other words: the way we operate for these projects today

• Airports are encouraged to initiate their transition to Airports GIS inAirports are encouraged to initiate their transition to Airports GIS in advance of the timelines set forth above, as appropriate

* issued (with and within updated Airports GIS Implementation Guidance) on January 14, 2011

Airports GIS Project RequirementsAirports GIS Project RequirementsFAA Requirements Overview

Randy MurphyFAA Contract Support

Grafton Technologies (sub to ISI)rmurphy@graftontech.com

Presentation Objectives

• Requirement for use of Advisory Circulars• Brief, high‐level review of FAA Advisory Circulars

– AC 150/5300‐16– AC 150/5300‐17

/– AC 150/5300‐18• Airports GIS project applicability

b i j kfl• Website project workflow

Why must airports utilize Airports GIS?

• Guidance (Advisory Circulars) >• Grant Assurances

Why does FAA require Geodetic Control?• Geo‐Referencing | to establish g |

and/or verify defined points of reference by measurements of angles and distances or by theangles and distances, or by the Global Positioning System (GPS)

• Accuracy | to ensure a base level  survey data/mapping standard when collecting airport data

• NextGen | to meet the data• NextGen | to meet the data accuracy requirements to enable implementation of tomorrow’s technologies (eg., RNAV/RNP)

AC 150/5300‐16 | Geodetic Control• Identifies reference datum:

– Horizontal | NAD83 (w/adjustments)– Vertical | NAVD88

GEOID Model | GEOID09*– GEOID Model | GEOID09– Continuous Operating Reference System

• Requirements for establishing:– Permanent Airport Control Stations (PACS)– Secondary Airport Control Stations (SACS)

• Stability requirements• Stability requirements• Considerations in setting monuments• Data is submitted through the Airports GIS website soData is submitted through the Airports GIS website so 

NGS can validate and verify the PACS/SACS

‐16 | Recommended Best Practices• FAA Regions/Airport District Offices help determine which 

airports require PACS based on activity– Work with Regions/ADOs to consider establishing PACS or SACS in 

relation to planned constructionp

– For establishment of PACS/SACS, consider: value, cost, geologic stability, timing, validation/verification process

• If PACS/SACS are not available in the planning project• If PACS/SACS are not available in the planning project, establish on the next major development project– Do not include PACS/SACS installation on a project’s critical path– Temporary Survey Marks (TSM) can provide some level of accuracy

• Use the FAA deliverable checklist to guide the production and delivery of project deliverablesand delivery of project deliverables

Why does FAA require Imagery?• Data Verification | imagery helps ensure the quality of the 

aeronautical information collected, particularly for projects involving obstacles and other safety‐critical data

• Cost Effective | capturing dataCost Effective | capturing data through imagery provides both accurate referencing and a 

d isound return on investment

• NextGen | technologies such as moving maps, electronic flightmoving maps, electronic flight information, advanced avionics, and GIS base maps require a data centric environmentdata centric environment

NGS Verification

AC 150/5300‐17 | Imagery

• Requirements for: • Considerations for:Requirements for:– Flying heights– Flightline navigation

Considerations for:– Image quality– Image accuracy

– Image overlap/sidelap– Image control points

– Constraints (particularly environmental: cloud cover “leaves on” sun– Image check points (via 

NGS/OPUS)

Image quality

cover; “leaves on”; sun angle; shadowing; etc.)

– Multiple flight levels– Image quality– Delivery medium/setup– Deliverables to NGS

p g

– Imagery final report

Deliverables to NGS

– Deliverables to FAA

‐17 | Recommended Best Practices• Reference Table 2‐1 (in AC 150/5300‐18) for imagery:

– Required for ALP Updates and Instrument Procedure Development– Not required for general airside/landside construction projects

• Consider multiple flight levels• Consider multiple flight levels– Collect the entire airport property at lower flight levels (eg., 4,000’)– Collect the off‐airport imagery at higher flight levels (eg., 8,000’)– Low level imagery can be leveraged for feature extraction

• Airports should keep a copy of stereo and orthoimageryi ll d f i i h f ll f li• Imagery waivers allowed for airports without full foliage

– Coordinate all waivers with FAA Airports Engineering Division– Include documentation (may also consider inclusion in SOW)( y )

‐17 | Additional Considerations• Accuracy effects flying height and associated costsy y g g• Ground contours

– Are valuable but materially increase costs– May need to fly without foliage to develop ground contours

• Imagery collection is relatively inexpensive– Imagery processing/analysis can add considerable costs that– Imagery processing/analysis can add considerable costs that 

increase significantly with lower flight levels

• Evaluate map/photo scale required for project• Airborne LiDAR is not eligible for FAA funding in 

conducting obstacle analysis– Ground‐based LiDAR is being evaluated for consideration in futureGround based LiDAR is being evaluated for consideration in future 

AIP eligibility

Why does FAA require GIS Schema?• Mandates from the President and OMB

– Executive Order 12906 (April 11, 1994)– OMB Circular A‐16 (issued 2002; revised 2010)

• FAA’s Office of Airports is acknowledged as the federalFAA s Office of Airports is acknowledged as the federal government’s data stewards for airports data

• “It’s all about data!” The power of GIS comes from its ability to b h f d f– Data visualization

– Data integration– Data analysis

bring together many types of data from many different sources, relate that data spatially, and use it to develop conclusions, answer questions, and solve problemsData analysis

• Multiple databases across FAA lines of business and in use across the aviation industry carry disparate information 

q , p

(often from the same reference points)

AC150/5300‐18 | Quality Control / GIS Schema• 480 Pages!

Ch 1 4 105Chapter 1‐4:  105 pagesChapter 5:  315 pagesAppendices:  060 pages

• Safety‐Critical Data– Table 4‐1– Runways, NAVAIDS, • Object Identification SurfacesRunways, NAVAIDS, 

obstacles, geospatial (profiles, elevation, ARP)

– NGS Verification

– Vertically Guided Approaches– Non VG Approaches

• Data Translation• Verification vs. Validation• Accuracy and Reporting 

Criteria

Data Translation– Use of Existing Data– Data Migration Tool*

• GIS Schema (Data Model)Criteria• Table 2‐1

• GIS Schema (Data Model)

Table 2‐1 | Project Scoping

Airports GIS Website• https://airports‐gis.faa.gov• Controls Workflow

– Project Summary– Statement‐of‐Work– Plans (‐16, ‐17, ‐18)– Data: Geodetic Control– Data: Imagery– Data: Survey / GIS– Reports– Approvals

• Airport Operator– Must create project (can delegate to a State agency)– May assign representatives (consultants) to act on their behalf

Airports GIS | Project Workflow

Airports GIS | Applicability• Obstruction surveys to support 

instrument procedure development

• Any project for safety‐critical data:M dif i d di t– Modifying runway end coordinates

– Modifying a runway profile– Siting or relocating NAVAIDs

• ALP updates• General airport development• Planning/noise• Land acquisition

T t d l t• Tennant development