ГИС-технология создания кадастровых карт в среде автоматизированной системы кадастрового картографирования.
В структуре Автоматизированной системы кадастрового картографирования можно выделить три подсистемы:
· фотограмметрическая подсистема;
· подсистема векторизации карт и ортофотопланов;
· подсистема обработки цифровой картографической информации.
Каждая из указанных подсистем в свою очередь состоит из рабочих мест. Под рабочим местом понимается комплекс технических и программных средств, обеспечивающий выполнение определенных технологических процессов и операций.
Как видно из таблицы, одним из основных компонентов автоматизированной системы кадастрового картографирования является подсистема обработки цифровой картографической информации. Она обеспечивает выполнение всех производственных процессов, необходимых после фотограмметрического сбора данных, цифрования карт, выполнения полевых съемочных работ для получения цифровых карт как одного из видов конечной продукции системы.
Входные материалы и данные
В качестве исходных материалов и данную подсистему поступает следующее.
· Векторные данные, получаемые от фотограмметрической подсистемы.
· Векторные данные, получаемые от подсистемы векторизации карт в виде файлов векторных данных, как результат векторизации карт и ортофотопланов.
· Кадастровая картографическая информация, получаемая в результате полевых съемок с использованием тахеометров.
· Контрольные абрисы контуров объектов, снятых различными методами:
стереофотограмметрическим, векторизацией карт и ортофотопланов, в результатеполевых съемок.
· Семантическая информация (атрибутивные данные) о картографируемых объектах в документальной форме и в виде текстовых файлов, материалов дешифрирования аэрофотоснимков, исходных картографических материалов.
· Семантическая информация о картографируемых объектах в файлах внутренних форматов системы, получаемых из фотограмметрической подсистемы и подсистемы цифрования ортофотопланов и карт, если программные средства подсистем обладают возможностями сбора семантической информации (атрибутов объектов).
· Данные создаваемых листов карты (название, номенклатура, координаты углов, система координат, проекция и проч.).
· Цифровые ортофотопланы (растровые данные).
Выходная информация
Выходной информацией и материалами подсистемы являются конечные продукты картографирования.
· Цифровая кадастровая карта, представляющая совокупность векторных (графических) данных, отображающих пространственное положение объектов картографирования, и связанной с ней семантической информации (атрибутивные данные), характеризующей эти объекты и представленной в таблицах базы данных.
· Цифровая карта, представленная в виде файла обменного формата.
· Растровые файлы, представляющие результат совмещения изображений ортофотопланов с векторными данными (рамка, координатная сетка, зарамочное оформление, картографическое изображение объектов картографирования).
· Твердые копии ортофотопланов.
· Вычерченные на бумаге многоцветные карты со штриховыми и фоновыми элементами, с координатной сеткой, подписями, зарамочным оформлением и легендами
С 1997 г. в рамках реализации проекта ЛАРИС началось оснащение предприятий ВИСХАГИ подобными системами. В настоящее время такие системы внедрены в производство в предприятиях системы Госземкадастрсъемка (ВИСХАГИ) в городах Н.Новгороде, Перми, С.-Петербурге, Москве, Краснодаре, Омске.
Подобная полнофункциональная система (но с ограниченным количеством некоторых рабочих мест) установлена также в Государственном университете по землеустройству.
Лекция 10. Прикладные земельно-информационные системы. Применение ГИС – технологий в земельной информационной системе
Состав функций в земельных информационных системах (сбор, передача, обработка и хранение) относительно стабилен, а условия для их реализации очень быстро изменяются, например переход от способа передачи информации с помощью почтовой связи к электронным средствам передачи информации. Элементы информационной модели также изменяются незначительно. Поэтому можно строить типовые функционально-структурные модели, играющие роль объективного стандарта для отрасли, что позволит снизить затраты на создание таких систем отдельными участниками рынка.
Целесообразность создания той или иной системы оценивают по необходимости ее создания, которая определяется проблемой, решаемой ей; по возможности ее создания, определяемой показателями эффективности системы. При выборе системы необходимо рассмотреть альтернативные варианты.
Основа любой земельной информационной системы — территориальная привязка инфраструктуры к топографическому плану территории, основанному на данных земельного кадастра.
ГИС-технологии предназначены для решения практических задач, в которых требуются анализ и оценка комплексной информации об инфраструктуре территории в сочетании с пространственными картографическими данными. Поэтому они являются базовой технологией для функционирования земельной информационной системы. Такие технологии обеспечивают накопление территориально-координированных (координатно-привязанных) данных, их системный анализ, интерпретацию в виде картографических изображений средствами машинной графики.
Картографический метод — одна из основных концептуальных составляющих ГИС — обладает преимуществами по сравнению с обычными методами графического представления результатов, используемыми в большинстве автоматизированных систем.
В функциональном отношении ГИС-технологии при создании ЗИС должны обеспечивать накопление специальной информации в реляционной базе данных, а цифровой картографической основы – в специализированной базе географических знаний о территории; совместное использование цифровой карты и данных пользователя в интересах эффективного управления земельными ресурсами; визуализацию баз данных пользователя о территории в форме электронного картографического изображения на экране дисплея; обработку накопленными данных различными методами и интерпретацию результатов такой обработки в виде компьютерных тематических карт (статических и динамических), гистограмм, таблиц и других графических изображений; циркуляцию информации между технологическими операциям и на основе архитектуры «клиент-сервер» или «файл-сервер» либо на основе применения регламентированных обменных файлов; поиск данных о территории посредством обращения к накопленной и хранимом информации через запросы пользователей к картографическому изображению на экране дисплея; компьютерный анализ территории и обеспечение пользователю возможности на основе анализа цифровом картографической модели территории выносить суждения, характерные для продукционных систем; возможность моделирования, наглядного отображения и выявления закономерностей в процессах и явлениях, происходящих в пределах данной территории; изготовление графических (включая картографические) документов для информационного обслуживания населения и органов управления, организации и учреждении, функционирующих на данной территории; информационную поддержку государственной, муниципальной и общественной экспертизы (использование земель экологические проекты и т.д.).
Для автоматизации процессов обработки, анализа, хранения и предоставления земельно-кадастровой информации на всех этапах работы системы помимо иных программных средств используют ГИС.
Для создания единой земельной информационной системы наиболее эффективна программа создания и сопровождения баз данных Microsoft Access как наиболее доступная и простая (существует на любом компьютере, где установлен стандартный пакет MS Office), а в качестве графической среды целесообразен программный продукт Arc View GIS 3.2. (ESR1 Inc.).
Важными обстоятельствами являются также наличие русифицированных версий программного обеспечения, качественное обучение специалистов в России, оперативная техническая поддержка, лидирующее положение ГИС от ESRI в решении градостроительных и кадастровых задач за рубежом.
Последовательность формирования и адаптация программного продукта для создания единой автоматизированной сети ЗИС может быть следующей:
1. формирование базы данных, включающее: анализ исходных данных; создание структуры БД и форм ее заполнения; внедрение подготовленной информации; систематизацию БД; осуществление связи с базовой графикой и сторонними приложениями; создание отчетных форм;
2. создание проекта в ArcView, включающее: анализ исходных данных; необходимые модули; загрузку векторных и растровых данных; систематизацию и подбор оформления графики; осуществление связи привязанных графических объектов в ArcView с соответствующей описательной информацией базы данных MS Access и сторонними приложениями; составление дополнительных подпрограмм (скриптов) для удобства управления данными; подгрузку дополнительной информации по объектам; подготовку аналитических и отчетных шаблонов;
3. апробация;
4. устранение неточностей и ошибок;
5. расчет эффективности применения данной технологии;
6. вывод на печать.
Первичная информация для базы данных может иметь различные виды:
табличные электронные таблицы из стандартных пакетов (MS Excel),
таблицы в текстовых редакторах (Word, Блокнот, WordPad)
таблицы с чертежей и документов векторного вида (AutoCAD, MicroStation и т. п.);
текстовые данные (систематизированная информация на бумажных носителях);
растровая и векторная формы представления графической информации.
Причина неточного представления информации — разнообразные формы представления данных. Применение ГИС-технологий может решить эту проблему. Исходная информация в создаваемую базу переносится только путем копирования, внедрения или слияния, исключающими искажения данных в процессе перепечатки.
Компоновка информации производится таким образом, чтобы уникальный кадастровый номер объекта стал и уникальным номером записи в базе данных, по которому будут осуществляться основные связи и ссылки. В качестве дополнительного (пользовательского) идентификационного номера «ID» следует использовать номер регистрационной записи.
Изменения, дополнения и создание новых записей об объектах кадастрового учета производятся только в интерфейсе защищенной базы данных путем заполнения специальных форм или ввода пароля.
Данная панель, схожая по структуре с формой ЕГРЗ, имеет двойное назначение: Во-первых, при заполнении данной формы на новый участок информация автоматически попадает в определенные для нее поля базы данных, предотвращая тем самым путаницу и повторение; во-вторых, служит для просмотра информации по ранее зарегистрированным земельным участкам.
Для автоматизации земельной информационной системы необходимо создание связей между семантической и графической базами данных.
1-й блок. Несвязанные табличные, векторные, текстовые, событийные, растровые и другие данные на различных носителях и в разных форматах.
2-й блок. Ввод, систематизация, хранение, анализ и оперативное предоставление описательных и справочных данных.
3-й блок. Ввод, систематизация, пространственный анализ, генерализация и оперативное предоставление графических и специальных данных.
4-й блок. Конечные данные в виде реестров, бланков, чертежей, схем, диаграмм, текстов, описаний, сводных таблиц и др.
В земельной информационной системе должна быть получена строгая, но динамичная система данных, способная хранить, создавать данные, а также развиваться, а не полученная одноразовая статичная информация. Это можно реализовать при совместной работе MS Access 97 и ArcView GIS 3.2.
Существующий в среде ArcView графический объект автоматически обладает таблицей атрибутов, по которой и осуществляется связь с внешней базой данных. В процессе слияния двух этих источников создается виртуальная таблица, показывающая на экране любые данные, но поля таблиц из внешней базы не подлежат изменению из графического интерфейса, а служат для поиска объекта, его выделения на экране, просмотра и печати информации о нем. Данная функция «неизменения» служит одним из видов защиты информации от несанкционированных исправлений.
Автоматически по шаблону формируется план земельного участка, который внедряется в отчетную документацию. На основе семантической базы данных в соответствующую форму ЕГРЗ заносится информация о земельном участке. Графический проект в Arc View создают на основании данных, полученных в результате работ по межеванию, кадастровому делению и инвентаризации земель: частей цифровых кадастровых планов и цифровых схем кадастрового деления территории в используемом формате, например DON (MicroStation); фрагмента растрового изображения аэрофотоснимка в формате TIFF на ту же территорию; дополнительной справочной информации на бумажном носителе.
Для лучшей читаемости и удобства обращения с интерактивной картой после ввода исходных графических материалов в Arc View производится настройка пользовательского интерфейса, создаются дополнительные кнопки и скрипты (подпрограммы управления), подключаются связи и формируются запросы.
Следующий процесс работы — соединение графических объектов, обладающих атрибутивной информацией, в том числе об их географическом положении, и кадастровыми сведениями, которые находятся в базе данных Access. Запуск файлов с дополнительной информацией, находящихся в других приложениях, может осуществляться способом Hotlinks и вставкой дополнительной связи-запроса.
Общие требования к специализированным программным средствам, используемым в ЗИС, следующие:
1. По мере продвижения на более высокий административный уровень скорость обработки информации должна увеличиваться. При переходе на верхние уровни информации появляются следующие проблемы: увеличивается время на передачу информации при переходе на другой уровень; увеличивается число анализируемых потоков информации; появляется необходимость генерализации информации, при которой она укрупненная, но менее точная за счет усреднения.
2. На каждом уровне обработки земельно-кадастровая информация должна иметь законченную форму для того, чтобы при переходе на следующий уровень она не перерабатывалась, а обрабатывалась. Такое требование обусловлено необходимостью обеспечения ответственности за достоверность обрабатываемых информационных ресурсов (за предоставляемую информацию могут отвечать только ее создатели) и в некоторых случаях необходимостью обеспечения конфиденциальности.
3. Все территориальные органы Федерального агентства кадастра недвижимого имущества должны формировать собственные базы данных (с учетом сопоставимости подведомственных и иных заинтересованных организаций) на базе единой структуры ЗИС в едином стандарте. При этом внутренние информационные ресурсы остаются внутри ЗИС территориального органа, а обобщенная информация поступает на вышестоящий уровень. Такая система должна действовать на любом административно-территориальном уровне с учетом принципа экстратерриториальности.
4. Аналитическая обработка входящих потоков информации должна осуществляться с помощью интегрированных систем обработки информации, обеспечивающих статическую, динамическую и оперативную обработку.
5. Сокращение сроков внедрения ГИС-технологии в ЗИС. Как правило, процесс внедрения крупной ГИС в земельную информационную систему может занимать от 5 до 7 лет и требует больших вложений, что связано прежде всего со сбором и сортировкой информации и необходимостью формирования больших баз данных. По оценкам специалистов в области геоинформационных технологий, затраты на сбор и ввод данных при реализации ГИС-проектов в 5... 10 раз превышают затраты на аппаратно- программное обеспечение ГИС. Это объясняется тем, что существующие технологии автоматизированного ввода графических и текстовых данных обеспечивают ввод около 20 % общего объема данных.
6. Обязательность формирования проекта создания ЗИС на основе ее функциональных возможностей, плана реализации, включая разработку предпроектной стадии, определения общего направления работ, финансового обеспечения, потенциальных пользователей и областей применения.
При определении функциональных требований к ЗИС необходимо иметь четкое представление о функциональных возможностях существующей информации. При этом проводят инвентаризацию используемых и выпускаемых карт и отчетов; определяют процедуры и действия для обеспечения текущей работы; определяют частоту применения процедур и действий.
Анализ финансового обеспечения заключается:
-в определении затрат на внедрение ГИС-технологий ЗИС, включая затраты на предварительные исследования, приобретение аппаратно- программных средств, сбор данных, развитие системы, обучение персонала;
-определении возможного дохода от внедрения ГИС;
-анализе цен от фирм-поставщиков на технические и программные средства.
В создании базы данных земельной информационной системы нуждаются не только органы Роснедвижимости, но и органы власти, учреждения, организации, предприятия. Кроме того, в подобной базе заинтересованы органы налоговой инспекции (упорядочивание налогооблагаемой базы, возможности ее увеличения), органы архитектуры учреждения юстиции, организации, ведающие коммунальным хозяйством, предприятия, в собственности которых находятся различные элементы инфраструктуры (дороги, энергосети и т. д.), банки, заинтересованные в земле как в объекте недвижимости (ипотека), землеустроительные фирмы и др. Поэтому создание такого сложного проекта возможно на основе использования схемы комплексного финансирования.
При создании и функционировании ЗИС целесообразно использовать средства из следующих источников финансирования: федерального бюджета; регионального и муниципального бюджетов; внебюджетных фондов, выделенные на отраслевые, целевые и другие территориальные и информационные программы; от поступления платежей за землю (часть); коммерческих структур, привлекаемых на льготных условиях доступа к информации.