Размещено на http://www.allbest.ru/

Курс лекций

по дисциплине: Использование ГИС и технологий в земельном кадастре

Тема 1. Система управления земельными ресурсами

В экономически развитых странах кадастр земель и другой недвижимости прошел этапы становления и развития на протяжении последних 200-400 лет. В настоящее время эти государства имеют юридически полноценный, организационно оформленный инструмент учета и ведения налогообложения, что является важнейшей составляющей экономической и социальной стабильности государства.

Учитывая современные технические возможности по сбору, обработке, хранению и выдаче данных о кадастре, его возрастающее значение, изменения, происходящие в общественном переустройстве Украины, опыт ведущих европейских стран, США и Канады, целесообразно сформировать современный подход к структуре кадастров страны, и городского кадастра в частности, решить правовые и юридические вопросы создания, ведения и мониторинга кадастра. Это касается не только отдельных видов кадастра, но и системы Государственного кадастра Украины.

Конечным продуктом при ведении государственных кадастров должны быть банки кадастровой информации. Пользователями информации, хранящейся в таких банках данных, могут быть органы управления территориями, администрации городов, областей Украины и органы управления.

Для того чтобы эффективно возможности банков данных использовались органами управления, необходимо соблюдение трех условий.

1. Любой банк кадастровых данных должен содержать достоверную и полную информацию о кадастрах.

2. Доступ заинтересованных служб к кадастровой информации, хранящейся в банках данных, должен быть мгновенным, что достижимо благодаря терминальной связи между банками данных и соответствующими службами.

3. Форматы и классификаторы банков данных всех объектов кадастровой информации должны быть едиными.

В настоящее время отмечается неудовлетворительное положение в области учета природных и муниципальных объектов, что приводит к значительным экономическим потерям, снижению доходов федерального и местного бюджетов и другим негативным результатам. Государственные кадастры, созданные в условиях отраслевого управления экономикой, отличаются ведомственной разобщенностью, несовместимостью содержащейся в них информации, а поэтому не могут служить для комплексной оценки объектов и ресурсов.

Единая система государственных кадастров (ЕСГК) должна представлять собой взаимосвязанный комплекс территориалтьно-распределенных государственных кадастров, ведущихся на единой географической информационной основе и в соответствии с определенными правовыми, технологическими и экономическими нормами.

В состав Единой системы государственных кадастров должны войти следующие основные группы государственных кадастров:

- кадастры природных ресурсов (земельный, водный, местрождений полезных ископаемых, экологический, растительного и животного мира и др.);

- кадастры недвижимости (инженерных сетей и коммуникаций, жилых и нежилых строений, транспортных магистралей, улично-дорожных сетей и др.);

- регистры (населения, предприятий, административно-территориальных образований).

Создание и ведение всех видов кадастра остается одной из важнейших проблем управления территориями на современном этапе. Данные кадастров необходимы для информационного обеспечения хозяйственной деятельности в регионах и городах, экологического мониторинга и рационального использования природных ресурсов.

С начала 1990г бывшие социалистические страны начали проводить преобразования для перехода к рыночной экономике. Главной частью всех реформ являются земельные, которые считаются ключевыми для введения рыночной экономики. Систему управления земельными ресурсами можно подразделить на три основные компоненты:

- земельная политика;

- система землевладения;

- система землеуправления.

Иерархия прав собственности. Земельная политика социализма была основана на концепции иерархии прав собственности. Самым главным видом собственности была "государственная" или "социалистическая" собственность. Все другие виды собственности были законодательно подчинены "государственной", что на практике означало неограниченную власть государства на приобретение прав собственности. В тоже время ни государство, ни местные органы власти, по сути дела, не владели собственностью; они отвечали за операционное управление и распоряжение основным капиталом (Грей, 1993г).

Хотя "личная" собственность (дома и личное имущество) могла передаваться, рынок недвижимости никогда должным образом не функционировал при социализме. Система залога не была развита в соцстранах. Не было законодательной процедуры изъятия жилья и физического выселения собственника в случае неоплаты кредита, что ещё более сдерживало развитие ипотечной системы.

Происходящее в настоящее время изменения имеют как политическое, так и экономическое значение. Экономическое изменение является результатом перехода на рыночную систему, основанную на децентрализованном планировании. Эти экономические изменения идут вместе с политическими реформами, направленными на дробление политической власти. Земельная реформа является центральной задачей.

· Юридические аспекты.

Переходный период требует колоссальных усилий для создания юридического фундамента для частного сектора рыночной экономики. Фактически это требует создания совершенно новой юридической базы. Грей выделяет 4 основные экономические функции для решения юридических аспектов:

- определение места права собственности в системе;

- определение порядка смены прав собственности;

- определение условий участия в рынке недвижимости;

- изучение рынка и его поведения для создания условий нормальной конкуренции.

Эти четыре основные задачи включают в себя законодательство о земле, собственности, договоре, аренде, иностранных инвестиций, банкротстве и ликвидации предприятий, антимонопольное законодательство, законодательство по несправедливой конкуренции, занятости, налогообложением, регистрацией и т.д.

· Экономические аспекты.

В действительности ни одна страна не имеет полностью свободный земельный рынок. Всегда имеется правительственный контроль за землепользованием и земельным рынком. Эта система включает планирование землепользования, цель которого сбалансировать интересы общества и индивидуума. Задачей реформы является не только создание ограниченного и регулируемого рынка, но и смягчение крайностей переходного периода.

· Институционные аспекты.

"Институционными аспектами называются особенности поведения групп людей или коллективов, либо социальные действия влияющие и контролирующие землепользователей" (Дейл П.Ф. и Д.Маклафин, 1988). Институционные аспекты включают в себя принятие решений в распределении обязанностей по выполнению программ связанных с землей и земельной политикой. Землеуправление осуществляется при помощи институтов, которые обеспечивают регистрацию и земельную съемку, землепользование, сбор земельного на лога и разрешение земельных конфликтов.

· Окружающая среда.

Рыночную экономику часто обвиняют в недостаточном внимании к проблемам окружающей среды. Чисто рыночная стратегия рассчитана на ограниченные временные рамки и не в состоянии оценить социальную сторону своей деятельности. Экономические проблемы являются главными во время переходного периода. Необходимо уделять больше внимания экологии, чтобы избежать в будущем серьезных проблем. При таком подходе можно быстро добиться успеха запрещая строительство и экономическое использование территорий, на которых находятся исторические памятники, ценность которых выходит за рамки экономики.

Контрольные вопросы:

1. "Австралийская" методика установления границ земельных участков при создании земельного кадастра.

2. Технологии инвентаризации городских земель (киевская и московская).

3. Юридические аспекты земельной реформы

4. Экономические аспекты земельной реформы

5. Институционные аспекты земельной реформы

6. Что должна включать система информационного обеспечения рынка недвижимости

Тема 2. Необходимость использования ГИС при создании кадастров

Уровень и объемы имеющейся сейчас информации настолько велики, что уже не возможны ее обработка, анализ и понимание без современных аппаратно-программных средств. Поэтому становится крайне необходимой создание автоматизированной системы для кадастровой информации на основе современных компьютерных технологий и телекоммуникаций как единого комплекса для получения полной информации об окружающем мире, имеющихся ресурсах, возможностях и тех последствиях, которые оказывает на мир наша деятельность. Поскольку кадастр оперирует с данными и информацией, имеющими пространственную привязку, то взаимосвязь его автоматизации с проблематикой ГИС очевидна. Но здесь следует помнить, что как и при создании любой автоматизированной системы задача разделяется на разработку отдельных видов обеспечения: организационного, технического, программного, информационного и, в том числе, картографического. При этом обязательным является требование совместимости картографической системы с остальными компонентами.

Решение задач кадастра на современном уровне требует не только применения современных программных средств, но и глубокой технологической проработки проектов информационных систем.

Набор функциональных компонент информационных систем кадастрового назначения должен содержать эффективный и быстродействующий интерфейс, средства автоматизированного ввода данных, адаптированную для решения соответствующих задач систему управления базами данных, широкий набор средств анализа, а также средств генерации изображений, визуализации и вывода картографических документов.

При выборе программных продуктов необходимым условием является обеспечение устойчивых связей с различными системами через файловые стандарты обмена геометрическими и тематическими данными. С учетом фактора постоянной модернизации аппаратных средств информационных систем и модификации программных средств, необходимым условием функционирования систем является обеспечение сохранности и переносимости данных в новые программно-аппаратные среды.

К технологическим проблемам обеспечения работы информационных кадастровых систем относятся проектирование математической основы электронных карт, проектирование цифровой модели местности, задачи преобразования данных в цифровую форму, геометрическое моделирование пространственной информации, проблемное моделирование тематических данных и т.д.

Наибольший интерес вызывают новые ГИС-технологии, обеспечивающие оперативность, полноту и достоверность информации как о существующем состоянии городской среды в пределах той или иной территории города, так и о предлагаемых мероприятиях по ее изменению в ходе освоения и реконструкции.

В настоящее время традиционно применяются литературные, статистические, картографические, аэро - и космические материалы. Как правило, их подборка и систематизация для последующего использования осуществляется вручную. Такой путь хорошо известен. Другое направление, активно развивающееся, связано с геоинформатикой, позволяющей формализовать и реализовать в машинной среде значительную часть рутинных операций накопления, хранения, обработки и использования пространственно координатных данных с помощью средств географических информационных систем (ГИС). По мнению А. М. Берлянта: «Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство ... Геоинформатика - научная дисциплина, изучающая природные и социально - экономические геосиcтемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве - времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний. С другой стороны, геоинформатика - это технология (ГИС - технология) сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно - координатной информации, имеющая целью обеспечить решение задач инвентаризации, оптимизации, управления геосистемами ... Наконец, геоинформатика, как производство (или геоинформационная индустрия) - это изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления, стандартных (коммерческих) ГИС разного целевого назначения и проблемной ориентации». Добавим, что «геоинформационная индустрия» включает разнообразные приложения технологий ГИС, реализованных в стандартных коммерческих программных продуктах , т. е. проектирование, создание (разработку) и эксплуатацию ГИС в рамках выполнения территориально-, проблемно- и предметно- конкретных геоинформационных проектов.

Карта - один из наиболее важных источников массовых данных для формирования позиционной и содержательной части баз данных ГИС в виде цифровых карт - основ образующих единую основу для позиционирования объектов, и набора тематических слоев данных, совокупность которых образует общую информационную основу ГИС. Послойное представление пространственных объектов имеет прямые аналогии с поэлементным разделением тематического и общегеографического содержания карт.

Многие процедуры обработки и анализа данных в ГИС основаны на методическом аппарате, ранее разработанном в недрах отдельных отраслей картографии. К ним принадлежат операции трансфомации картографических проекций и иные операции на эллипсоиде, опирающиеся на теорию и практику математической картографии и теории картографических проекций, операции вычислительной математики, позволяющие осуществлять расчет площадей, периметров, показателей форм геометрических объектов, не имеющие аналогов в карто - и морфометрии.

В большинстве ГИС в качестве одного из основных элементов выступает блок визуализации данных, где важную роль занимают графические и картографические построения. Картографический модуль ГИС обеспечивает картографическое представление исходных, производных или результирующих данных в виде цифровых, компьютерных и электронных (видеоэкранных) карт, являясь элементом интерфейса пользователя и средством документирования итоговых результатов. Высококачественная картографическая графика, имитирующая традиционные средства картографического языка и способы картографического изображения (и некоторые возможности, доступные реализации исключительно машинными средствами, например, мультипликационные и анимационные возможности) при поддержке разнообразных устройств отображения, принадлежит к числу обязательных средств программного обеспечения ГИС.

Однако задачи ГИС выходят далеко за пределы картографии, делая их основой для интеграции частных географических и других (геологических, почвенных, экономических и т. д.) наук при комплексных системных геонаучных исследованиях.

Методический аппарат геоинформационных технологий прямо или опосредованно связан с различными областями прикладной математики (вычислительной геометрии, аналитической и дифференциальной геометрии, откуда заимствованы алгоритмические решения многих аналитических операций технологической схемы ГИС), с машинной графикой (в частности машинной реализации визуализационно - картографических возможностей ГИС), распознаванием образов, анализом сцен, цифровой фильтрацией, и автоматической классификацией в блоке обработки цифровых изображений растровых ГИС, геодезии и топографии (например, в модулях обработки данных топографо - геодезических съемок традиционными методами или с использованием глобальных навигационных систем GPS).

Практически все системы обработки данных информационных систем независимо от сферы их применения включают один и тот же набор составных частей (компонентов), называемых видами обеспечения Принято выделять информационное, программное, техническое, правовое, лингвистическое обеспечение.

Информационное обеспечение - это совокупность методов и средств по размещению и организации информации, включающих в себя системы классификации и кодирования, унифицированные системы документации, рационализации документооборота и форм документов, методов создания внутримашинной информационной базы информационной системы. От качества разработанного информационного обеспечения во многом зависит достоверность и качество принимаемых управленческих решений.

Программное обеспечение -- совокупность программных средств для создания и эксплуатации СОД средствами вычислительной техники. В состав программного обеспечения входят базовые (общесистемные) и прикладные (специальные) программные продукты.

Базовые программные средства служат для автоматизации взаимодействия человека и компьютера, организации типовых процедур обработки данных, контроля и диагностики функционирования технических средств СОД.

Прикладное программное обеспечение представляет собой совокупность программных продуктов, предназначенных для автоматизации решения функциональных задач информационной системы. Они могут быть разработаны как универсальные средства (текстовые редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных) и как специализированные -- реализующие функциональные подсистемы (бизнес-процессы) объектов различной природы (экономические, инженерные, технические и т. п.).

Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств, применяемых для функционирования системы обработки данных, и включает в себя устройства, реализующие типовые операции обработки данных (см. рис. 4) как во вне ЭВМ (периферийные технические средства сбора, регистрации, первичной обработки информации, оргтехника различного назначения, средства телекоммуникации и связи), так и на ЭВМ различных классов.

Правовое обеспечение представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационной системы. Правовое обеспечение разработки информационной системы включает нормативные акты договорных взаимоотношений между заказчиком и разработчиком ИС, правовое регулирование отклонений. Правовое обеспечение функционирования СОД включает: условия придания юридической силы документам, полученным с применением вычислительной техники; права, обязанности и ответственность персонала, в том числе за своевременность и точность обработки информации; правила пользования информацией и порядок разрешения споров по поводу ее достоверности и др.

Лингвистическое обеспечение представляет собой совокупность языковых средств, используемых на различных стадиях создания и эксплуатации СОД для повышения эффективности разработки и обеспечения общения человека и ЭВМ.

Думается, сегодня уже не надо убеждать основную массу специалистов в необходимости использования информационных технологий и того вида программных продуктов, которые для краткости называют ГИС, для эффективного создания и использования разного рода кадастров.

Но существует и сегодня большая неопределенность в самом понятии "кадастр" -особенно если рассматривать множество возможных кадастров, а не только земельный кадастр. И не меньшая неопределенность, нечеткость существует и вокруг понятия "ГИС". Даже из чисто практических соображений оптимального выбора варианта технологии, конкретного программного и аппаратного (как следствие) обеспечения необходимо дать некоторые предварительные пояснения. Иначе сам предмет разговора будет весьма неопределенным и трудно будет проанализировать на должном уровне требования, предъявляемые тем или иным конкретным кадастром и совокупностью кадастров к функциональным возможностям программного обеспечения. И тем более ответить на вопрос, как выбрать тот программный продукт, а скорее набор программных продуктов, которые этим требованиям полностью удовлетворяют.

Или, что более вероятно, предоставляют базовый инструментарий, требующий еще приложения определенных усилий для тонкой настройки на требования (и оценить величину этих усилий).

В чем проблема с понятием "кадастр"? А в том, что этих понятий несколько, и формулированием определений занимались явно не специалисты по информатике и научной терминологии. Также и в том, что проблема определения такого понятия лежит в сразу нескольких плоскостях:

· в плоскости геоинформатики как дисциплины, оперирующей общими, не зависящими от области применения, свойствами пространственной информации и в сфере геоинформационных технологий, использующих эти свойства;

· в плоскости "обычной" информатики, так как не вся информация, обращающаяся в кадастре, имеет прямое отношение к пространственным объектам;

· в плоскости той или иной конкретной предметной области с ее специфическими задачами, сложившимися организационными структурами, терминологией и даже традициями;

· в плоскости правовых отношений и экономических отношений, ибо понятие кадастр всегда связывается с учетом (регистрацией) и регулированием прав собственности на какие-то объекты, а также режимами их использования.

Наконец, в нашей конкретной ситуации подход к определению понятия "кадастр" имеет и политический аспект, так как вслед за определением понятия близко следуют и определение функций, задач, а, значит, прав и возможностей. Причем возможностей уже не обезличенных, а возможностей конкретных организаций, ведомств, и, возможно, политических сил и экономических концепций, доминирующих в соответствующих ведомствах. В нашей ситуации "кадастр" - дело отчасти политическое еще и потому, что сроки создания реально функционирующего кадастра и заложенные в него функциональные возможности способны существенным образом повлиять на ход экономического развития страны. В первую очередь это видимо относится к земельному кадастру, но не только. Да и средства, необходимые для создания системы кадастров в масштабе страны настолько серьезны, что это тоже добавляет политическую окраску всем принимаемым в этой области решениям, в том числе и определениям понятий.

Все это приводит к тому, что вокруг понятия "кадастр, кадастры" сегодня происходит чересчур много споров, которые напоминают иногда споры о том, каков данный предмет - "круглый, зеленый или твердый?" Одни считают, что "Кадастр" с большой буквы - это имя собственное, это Земельный кадастр, и только он один как Государственный кадастр и есть и должен быть, все остальное - от лукавого и попытки примазаться. Другие перечисляют множество возможных и нужных видов кадастров различного назначения - лесной, минерально-сырьевых ресурсов, недвижимости, водных ресурсов. Говорится также и о весьма комплексных кадастрах - градостроительном, урбоэкологическом и, наконец, комплексном территориальном.

Серьезно осложняет рассмотрение вопроса о том, какие общие черты присущи разным видам кадастров, какие общие требования они выставляют (если выставляют) к функциональности программного обеспечения, также и множественность используемых при обсуждении ведомственных и специальных терминологий. Абсолютно идентичные, с точки зрения геоинформатики, типы пространственных объектов и операций с ними могут иметь совершенно различные наименования в разных предметных областях, служить разным содержательным целям и задачам.

В ГИСовских пакетах разных производителей - не меньшая путаница. Фирменная терминология даже распространенных пакетов общего назначения часто трудносопоставима без специального анализа, также встречаются и синонимы, и неполные синонимы, и омонимы. Еще хуже обстоит дело с терминологией, используемой в узкоспециализированных системах - за конкретным назначением операции пропадает ее сущность с точки зрения общей геоинформатики. Сама классификация ГИС-пакетов, хотя ей немало уже сообщений посвящено, остается областью на практике очень нечеткой. Под словом ГИС сегодня скрываются очень разные вещи. Мелькают еще и термины LIS (Land Information System - земельная информационная система), FM (Facilities Management - системы управления объектами распределенной хозяйственной инфраструктуры), AM (Automated Mapping), что иногда переводят буквально, как системы автоматизированного картографирования, забывая при этом, что в реальности это реализация простейшего принципа работы с пространственной информацией, пред-ГИС, заключающегося просто во вводе, хранении в компьютере и отображении карт, воспринимаемых просто как чертежи. До сих пор встречается (надеюсь, что не среди наших читателей) прямое связывание понятия "геоинформационная система" или с географией, или с геологией, или с геодезией. Тогда как связь-то на самом деле с геоинформатикой, и речь в приставке "гео" идет о географическом, пространственном принципе организации информации, о пространственных информационных системах, составляющих функциональное ядро любой "настоящей" ГИС.

В такой туманной ситуации немудрено, что существуют проблемы как с формулированием требований, предъявляемых теми или иными кадастрами к программному обеспечению, так и с нахождением правильного их решения. Постараемся, без подробного рассмотрения специфики конкретных кадастров, обозначить их некоторые общие черты, существенные с точки зрения требований к программному обеспечению. Далее дается краткий обзор соответствия существующего сегодня программного обеспечения этим требованиям. При этом мы не будем, по возможности, останавливаться на конкретных пакетах и производителях программного обеспечения. И уж, тем более, не будем подробно описывать какой-либо пакет. В последнем вообще нет необходимости в свете данной задачи выбора ПО, ибо достаточно убедиться в отсутствии какой-то даже одной базовой, жизненно необходимой функции, чтобы не рассматривать далее этот пакет в качестве возможного кандидата на использование в кадастре (во всяком случае в качестве базового программного обеспечения). Таким образом, мы можем заметно оптимизировать процедуру выбора из огромного спектра ПО. Достаточно выбрать в качестве ключевого то требование к пакету, которое, являясь абсолютно необходимым, сразу же позволит отсечь наибольшее число кандидатов.

Какие это могут быть требования? Базовыми для кадастров любого типа являются функции учетные, инвентаризационные. Соответственно, критически важным является качество представления в компьютере графических данных, прежде всего, границ объектов. Качество в данном случае не исчерпывается только полнотой (отсутствием пропусков объектов) и малыми допусками на точность представления положения каждой линии по сравнению с натурой. Качество цифровой графической базы в данном случае - это еще и ее корректность, внутренняя непротиворечивость. Это внутренняя непротиворечивость внутри одного тематического слоя - соответствие формального геометрического типа каждого объекта его смысловому содержанию (я говорю о такой, например, вещи, как замкнутость всех площадных объектов. Все, что по смыслу своему является площадным объектом, должно быть представлено замкнутым полигоном, замкнутым не только визуально, но и в формальном геометрическом смысле). Все границы прилегающих полигонов должны быть в точности одной и той же линией, а не просто визуально неотличимыми двумя близкими линиями. В земельном кадастре абсолютно вся территория, без пропусков, должна принадлежать какому-либо площадному объекту - полигону, пусть даже полигону с атрибутом "нет сведений". Не должно быть никаких, даже микроскопических паразитных полигонов, происходящих из неточных соответствий контуров. Да и между различными слоями информация должны быть согласована.

Все эти требования делают необходимым использование топологического контроля в процессе создания кадастровых карт. Я берусь со всей ответственностью заявить, что никакие квалификация и усердие операторов ввода, будь то дигитайзерные технологии, сканерные технологии с ручной прорисовкой или с использованием программ-векторизаторов, не дают необходимого качества карт без использования топологического контроля. Правда, сегодня даже некоторые наиболее продвинутые отечественные пакеты по векторизации, типа Easy Trace и MapEdit, включают в себя некоторые средства такого контроля. Это очень хорошо, но окончательное редактирование карт должно производиться все-таки в самой ГИС. То есть, делаем вывод - ГИС пакет или система пакетов, используемых в кадастре, должны поддерживать векторно-топологическую модель данных по крайней мере на каких-то этапах работы и на определенном уровне рабочих мест.

Пожалуй, еще более существенно наличие топологического контроля на этапе функционирования кадастровой системы. Многочисленные редактирования, особенно проводимые как отдельные разрозненные акты редактирования, в разное время и разными исполнителями, неизбежно быстро нарушат целостность базы данных без наличия того же топологического контроля. Это касается и целостности системы связей "графические объекты-атрибуты", и корректности взаимоотношений между графическими объектами. Часто, говоря о требованиях кадастровой системы к программному обеспечению, забывают, что кадастр не создается один раз навсегда как система, фиксирующая существующие отношения собственности на, например, земельные угодья. Кадастр должен жить активной жизнью, и быть способным отслеживать оперативно и без нарушения работоспособности все происходящие изменения.

В частности, должна обеспечиваться упомянутая целостность базы данных при ее редактировании, и должна поддерживаться возможность отслеживания истории изменений базы данных. Юристы легко подтвердят важность возможности отслеживания такой истории владения объектами собственности - земельными участками, объектами недвижимости - для урегулирования спорных ситуаций. Надо понимать, что для этого необходимы специальные средства, отслеживающие каждое изменение базы данных и ведущие журнал таких изменений, а не просто хранение копий состояний базы данных в отдельные дискретные моменты времени (это, например, обеспечивает модуль ArcStorm системы ARC/INFO). А отслеживать изменения пространственной БД гораздо сложнее, чем непространственной - земельные участки не только меняют владельца и характер использования, они еще по ходу их истории делятся, объединяются, меняют форму и соседей. В такой ситуации отслеживание истории землепользования (например) также требует использования векторно-топологической модели данных.

Аналитические функции кадастра, без которых он по сути представляет собой бюрократическую систему регистрации и только, также требуют для реализации всего спектра необходимых операций работы с векторно-топологическим форматом. Кадастр на значительные территории, естественно, приходится создавать порциями - по отдельным листам карт, отдельным стереопарам снимков, отдельным административным единицам. Естественно, при этом потребуется увязка и согласование по границам карт. Если мы хотим получить хотя бы некоторую автоматизацию и контроль качества в этом процессе - единственный выход - использование тех же топологических структур данных.

Опять та же пресловутая топология! Не слишком ли много о ней разговоров. Многие говорят, что это хорошо, но вот все системы, поддерживающие векторно-топологический формат, дороги, сами структуры данных чрезвычайно сложны и, за счет этого, не обеспечивают того быстродействия, как более простые! Ответ на это должен быть простой - ни один пакет ГИС, взятый в единственном числе, не обеспечит сегодня эффективного решения задачи построения и, тем более, эксплуатации кадастра. Требуется находить некоторую комбинацию из нескольких тесно взаимоувязанных пакетов разного уровня сложности и разной стоимости, разделяющих одну и ту же идеологию, модели, форматы данных. Это, помимо прочего, позволит также радикально разрешить и проблему выбора аппаратной платформы. Ясно, что на некотором уровне кадастра совершенно необходимо сегодня - или будет необходимо завтра (не надо обольщаться!) - использование компьютеров более мощных, чем привычные офисные персоналки (будут ли это мощные сервера и рабочие станции на базе Intel-овского процессора с Windows NT или RISC/UNIX рабочие станции и сервера, это не так принципиально). И так же ясно, что уровень массового пользователя не может и не должен быть обеспечен ими, а только гораздо более дешевыми ПК не самого верхнего уровня. Я не случайно употребил во множественном числе "модели данных", а не "модель данных", потому что сегодня есть примеры комплексирования в одной системе связных пакетов нескольких моделей данных, в частности, векторно-топологической и векторной нетопологической (наглядный пример - покрытия ARC/INFO и шейп-файлы), а также и растровой моделей данных.

Следует также отдавать себе отчет, что никакая комбинация из сегодняшних ГИС (имея в виду именно ГИС-пакеты) не в состоянии обеспечить работу кадастра на федеральном и даже большом региональном уровне при высокой интенсивности пространственных запросов большого числа удаленных, то есть работающих по каналам связи, пользователей. А такая перспектива для нас является если и не ближайшей, то очень близкой. Здесь необходимо использование принципиально нового и в мире, а в России почти совсем неизвестного, класса программных продуктов - серверов пространственных баз данных. Эти системы обычно опираются как на подстилающий уровень на мощные реляционные СУБД класса Oracle или Informix, но представляют собой совершенно отдельный, новый тип систем. (О сервере пространственных данных SDE мы уже кратко рассказывали в предыдущих номерах ARCREVIEW, а в этом номере ему посвящен целый разворот).

Наконец, о самом, на мой взгляд, важном - о квинтэссенции всего этого, о комплексном территориальном кадастре. Совершенно ясно, что создавая любые, пусть самые совершенные, системы частных кадастров, мы сможем решить только узковедомственные проблемы. В реальности, все они должны взаимодействовать друг с другом. Как на федеральном уровне, помогая решать большие аналитические и прогнозные задачи, так и, в особенности, на местном уровне, решая конкретные повседневные задачи управления. Как может земельный кадастр не взаимодействовать с кадастром минерально-сырьевых ресурсов, когда требуется на их стыке решать проблему выделения горных отводов? Как может градостроительный кадастр или кадастр объектов недвижимости не взаимодействовать с земельным? Или с кадастром водных ресурсов? Число таких - возможных и необходимых - связей огромно, и всех их заранее не предусмотреть. Попытки под крышей какого-то частного кадастра объединить несколько, или тем более все возможные кадастры, наталкиваются на сопротивление со стороны других ведомств и специалистов. И наверное, на оправданное сопротивление. С другой стороны, местные администрации заявляют, и также вполне обоснованно, что им важнее всего комплексный взгляд на территорию, ее ресурсы и проблемы. Под лозунгом комплексного территориального кадастра нельзя объять необъятного. Тем более, что приоритетные задачи у конкретных регионов различные и меняются с течением времени, и всех необходимых связей предусмотреть заранее нельзя. Единственное разумное решение - комплексный территориальный кадастр должен представлять собой не отдельную систему, а систему комплексного использования на региональном уровне отдельно существующих, но согласованных частных кадастров. Так вот, такое согласование разных кадастров, разных тематических слоев и даже разных масштабов возможно только на базе использования все тех же векторно-топологических структур данных. Более того, работая с такой моделью данных, мы оказываемся в состоянии согласовать и привлечь к совместному рассмотрению даже те данные, которые ранее вообще не предполагалось использовать совместно. Мир сложен, и он постоянно меняется, появляются новые комплексные задачи на стыке таких предметных областей и данных, которые никогда ранее не было необходимости рассматривать совместно

Государственный земельный кадастр включает систему сведений и документов о правовом режиме земель, их распределении по собственникам земельных участков, землевладельцам, землепользователям и арендаторам; по категориям земель, а также о качественной характеристике и хозяйственной ценности земель

Деятельность специалиста по кадастру заключается в юридической регистрации землевладений и землепользований учете и оценке земель, контроле за использованием земельных ресурсов, выполнении необходимых проектно-изыскательских работ, предусмотренных земельным законодательством для кадастровой службы в областях, районах, городах, поселках и сельских населенных пунктах, осуществлении мониторинга земель.

Использование таких специалистов как экономисты-менеджеры напрямую связано с формированием общей модели рынка недвижимости, на котором действуют различные субъекты; собственники имущества, фонды имущества, конкурсные управляющие, инвесторы, ипотечные банки др.

В специалистах данного профиля нуждаются агентства недвижимости, инвестиционные и страховые компании, биржи, аукционные фирмы, тендерные и конкурсные комиссии и другие участники рынка недвижимости.

Особо следует отметить потребность в специалистах по управлению имуществом и земельными ресурсами для таких Государственных органов, как комитеты по земельным ресурсам и землеустройству, комитеты по управлению имуществом, налоговые инспекции, бюро технической инвентаризации, арбитражный суд и др.

Повышенный интерес проявляют к специалистам по управлению инвестициями коммерческие банки и другие финансово-кредитные институты.

Контрольные вопросы:

1. Взаимосвязь проблематики ГИС с решением задач кадастра.

2. Понятие геоинформатики.

3. Цифровая карта как элемент ГИС.

4. В чем заключается деятельность специалиста по кадастру.

Тема 3. Понятие о географических информационных системах

Структура и классификация.

Обязательными элементами более или менее полного определения ГИС следует считать указание на "пространственность", операционно-функциональные возможности и прикладную ориентацию систем. Считалось, имея ввиду ГИС профессионально - географической направленности, что пространственность является необходимым условием для квалификации некоторой информационной системы как географической (например, автоматизированные радионавигационные системы, хотя и оперируют пространственно определенными данными, к географическим информационным системам не принадлежат). Основанием для отличия " географических " от " негеографических " информационных систем не может служить и содержание собираемых данных: идентичные по своему содержанию базы данных могут обслуживать совершенно различные (в том числе чисто географические и явно негеографические) приложения. Наоборот, системы разного целевого назначения вынуждены аккумулировать одинаковые сведения. Например, база данных с цифровым представлением рельефа используется для автоматизированного вычерчивания изогипс на топографической карте (топографическая картография), расчета и картографирования морфометрических показателей (геоморфология и тематическая картография), поиска оптимальных трасс шоссейных дорог или иных коммуникаций (инженерные изыскания и проектирование). Одной из разновидностей ГИС становятся системы, основанные на материалах дистанционного зондирования, объединяющие функциональные возможности геоинформационных технологий с развитыми функциями обработки дистанционных изображений, так называемые интегральные (интегрированные) ГИС. Минимальный набор критериев, позволяющих идентифицировать каждую конкретную геоинформационную систему, образует "систему координат" трехмерного пространства, осями которого являются: территориальный охват и связанный с ним функционально масштаб (или пространственное разрешение), предметная область информационного моделирования и проблемная ориентация. При всем многообразии операций, целей, областей информационного моделирования, проблемной ориентации и иных атрибутов, характерных для создаваемых и действующих ГИС, логически и организационно в них можно выделить несколько конструктивных блоков, называемых также модулями или подсистемами, выполняющими более или менее четко определенные функции. Функции ГИС в свою очередь вытекают из четырех типов решаемых ею задач:

1. сбор;

2. обработка;

3. моделирование и анализ;

4. их использование в процессах принятия решений

Компоненты географической информационной системы:

1. управление

2. обработка

3. анализ

4. использование данных

Приведенные схемы соответствуют современным полномасштабным многофункциональным и универсальным ГИС, хотя в конкретных реализациях возможно изменение баланса между их отдельными блоками или редуцирование отдельных подсистем (модулей). Что касается классификации ГИС, то здесь наметилось тоже несколько направлений. Например, классификация по их проблемной ориентации:

1. Инженерные;

2. Имущественные (ГИС для учета недвижимости), предназначенные для обработки кадастровых данных;

3. ГИС для тематического и статистического картографирования, имеющие целью управление природными ресурсами, составление карт переписям и планирование окружающей среды;

4. Библиографические, содержащие каталогизированную информацию о множестве географических документов;

5. Географические файлы с данными о функциональных и административных границах;

6. Системы обработки изображений и др.

Однако быстрая изменчивость и множественность вариантов решаемых проблем требует введения иных классификаций, учитывающих структуру и архитектуру ГИС. Разработана и представлена 3-х компонентная классификация ГИС по следующим признакам:

1. характеру проблемно - процессорной модели;

2. структуре модели баз данных;

3. особенностям модели интерфейса.

На верхнем уровне классификации все информационные системы подразделены на пространственные и непространственные. ГИС, естественно, относятся к пространственным, делясь на тематические (например социально - экономические) и земельные (кадастровые, лесные, инвентаризационные и др.). Существует разделение по территориальному охвату (общенациональные и региональные ГИС); по целям (многоцелевые, специализированные, в том числе информационно - справочные, инвентаризационные, для нужд планирования, управления); по тематической ориентации (общегеографические, отраслевые, в том числе водных ресурсов, использования земель, лесопользования, туризма, рекреации и др.).

Источники данных и их типы

Среди источников данных, широко используемых в геоинформатике, наиболее часто привлекаются картографические, статистические и аэрокосмические материалы. Помимо указанных материалов гораздо реже используются данные специально проводимых полевых исследований и съемок, а также текстовые источники. Важный признак используемых данных - в какой цифровой или нецифровой (аналоговой) форме получается, хранится и используется тот или иной тип данных, от чего зависят легкость, стоимость и точность ввода этих данных в цифровую среду ГИС. Использование географических карт как источников исходных данных для формирования тематических структур баз данных удобно и эффективно по ряду причин. Сведения, считанные с карт, обладают следующими достоинствами:

· имеют четкую территориальную привязку,

· в них нет пропусков, "белых пятен" в пределах изображаемой территории,

· они в любой своей форме возможны для записи на машинные носители информации.

Картографические источники отличаются большим разнообразием кроме обще-географических и топографических карт насчитываются десятки и даже сотни типов различных тематических карт. Следует отметить особую роль серий карт и комплексных атласов, где сведения приводятся в единообразной, систематизированной, взаимосогласованной форме; по проекции, масштабу, степени генерализации, современности, достоверности и другим параметрам. Такие наборы карт особенно удобны для создания тематических баз данных. Прекрасным примером может служить трехмерный Атлас океанов, содержащий подробные сведения о природных условиях, физико-химических параметрах, биологических ресурсах Мирового океана, представленных на сериях карт разной тематики, разновременных и разновысотных (глубинных) срезов. Одним из основных источников данных для ГИС являются материалы дистанционного зондирования. Они объединяют все типы данных, получаемых с носителей космического (пилотируемые орбитальные станции, корабли многоразового использования типа "ШАТТЛ", автономные спутниковые съемочные системы и т.п.) и авиационного базирования (самолеты, вертолеты и микроавиационные радиоуправляемые аппараты) и составляют значительную часть дистанционных данных (remotely sensed data) как антонима контактных (прежде всего наземных) видов съемок, способов получения данных измерительными системами в условиях физического контакта с объектами съемки. К неконтактным (дистанционным) методам съемки помимо аэрокосмических относятся разнообразные измерительные системы морского (наводного) и наземного базирования, включая например фототеодолитную съемку, сейсмо - , электро - магниторазведку и иные методы геофизического зондирования недр, гидроакустические съемки рельефа морского дна с помощью гидролокаторов бокового обзора, иные способы, основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волновой природы. Материалы аэрофотосъемки используются в основном для топографического картографирования, также широко применяется в геологии, в лесном хозяйстве, при инвентаризации земель. Космические снимки начали поступать с 60 - х годов и к настоящему времени их фонд исчисляется десятками миллионов. В последние годы в среде ГИС широко используются портативные приемники данных о координатах объектов с глобальной системы навигации (позиционированная) GPS, дающие возможность получать плановые и высотные координаты с точностью от нескольких метров до нескольких миллиметров, что в сочетании с портативными персональными ЭВМ и специализированным программным обеспечением обработки данных с системы GPS позволяет использовать их для полевых съемок в условиях необходимости их сверхоперативного выполнения (например, при ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф). Обратившись к статистическим материалам, имеющим цифровую форму, можно сказать, что они удобны для непосредственного использования в ГИС, среди которых особое место занимает государственная статистика. Основное ее предназначение - дать представление об изменениях в народном хозяйстве, составе населения, уровне его жизни, развитии культуры, учете недвижимости, наличии материальных резервов и их использовании, соотношении в развитии различных отраслей хозяйства и др. Для получения государственной статистики на территории страны обычно используется единая методика ее сбора. Специализированная геоинформационная система ABRIS-Cadastr. Геоинформационные системы являются сегодня важным инструментом сбора и планирования географических объектов. Существующие сегодня в мире ГИС можно достаточно четко разбить на три основных категории:

1. Мощные полнофункциональные ГИС на основе рабочих станций на UNIX-системах и RISC-процессорах.

2. ГИС средней мощности ( или ГИС с редуцированными возможностями) класса MAPINFO на PC-платформе.

3. Программы строящиеся по принципу ГИС и имеющие малые потребности в ресурсах ЭВМ.

Последние обычно более узкоспециализированные, ориентированные на конкретный рынок работ. К таким системам относится ABRIS-Cadastr. Эта система ориентирована на обработку данных инвентаризации земель. Благодаря ей можно, введя информацию, оперативно получать все необходимые справочные данные установленной формы. ГИС ABRIS-Cadastr одна из ГИС семейства ABRIS, разрабатываемых в Московском Университете Геодезии и Картографии с 1993 года. Данная система служит целям земельного кадастра. Она позволяет вводить картографическую информацию снятую с помощью дигитайзера либо из файлов полученных GPS-приемниками. На основании информации можно вести оперативный учет земель и проводить сравнение учетных данных и результатов измерений, получать документы в виде распечаток (ведомости вычисления площадей, сравнительные ведомости занимаемых земель по учетным данным и по результатам измерений, ведомости вычисленных площадей, экспликация земель, планы различных масштабов и др.). Существует возможность редактирования и изменения как графической, так атрибутивной информации. Это позволяет всегда иметь обновленные данные. В целом, ABRIS-Cadastr позволяет быстро и удобно автоматизировать работы в области земельного кадастра, хранить данные земельного кадастра в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Функции и компоненты геоинформационной системы.

2. Классификация ГИС.

3. Разновидности данных для ГИС.

Тема 4. Программное и техническое обеспечение

Цифровая топографическая основа земельного кадастра - необходимое условие создания земельно-имущественного кадастра и единого информационного пространства.

Основная задача создания имущественно-земельного кадастра - создание единого информационного пространства использования, распоряжения и владения объектами недвижимости города в целях управления развитием города как сложной динамически развивающейся системы. Создание единого информационного пространства возможно только при условии пространственно-временной привязки всей информации об объектах недвижимости и землях города. Для пространственной привязки объектов недвижимости (картографирования, топографической привязки) можно использовать идеологию цифровой топографической основы земельного кадастра (ЦТО ЗК).

Анализ зарубежных кадастров показал, что в основе земельно-имущественного кадастра должна быть система отражения (моделирования, картографирования) объектов недвижимость. Основное требование к ней - оперативное отражение объекта недвижимости.

По своему смыслу земельно-имущественный кадастр должен отражать состояние объектов недвижимости: технические, экономические и юридические характеристики объектов недвижимости должны быть на текущий момент времени. Иначе информация кадастра не может быть использована при операциях с недвижимостью и при управлении городом.

Поэтому мировой опыт создания земельно-имущественных кадастров показывает, что необходимо сократить до минимума объем информации на кадастровом плане, чтобы иметь возможность вести его в оперативном режиме.

Цифровая топографическая основа земельного кадастра - это границы объектов недвижимости при минимальном объеме топографической информации. Для каждого объекта недвижимости необходимо показать только его кадастровый номер.

Топографическая информация необходима только для того, чтобы показать положение объекта недвижимости в городской среде. Число условных знаков (объектов топографии) для ЦТО ЗК должно быть не более 30.

Цифровая топографическая основа земельного кадастра есть пространственная модель объектов недвижимости в системе координат государственного земельного кадастра.

ЦТО ЗК является официальной государственной информацией и предназначается для создания и ведения государственного земельного кадастра в автоматизированной информационной системе земельного комитета.