Организация данных в ЗИС
Министерство сельского хозяйства РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермская государственная сельскохозяйственная академия
имени академика Д.Н. Прянишникова»
Кафедра «Земельного кадастра»
Контрольная работа
по дисциплине
«Географические и земельные информационные системы»
На тему: 1. «Организация данных в ЗИС»
2. «Географические и
земельные информационные
Выполнил студент 4 курса
факультета заочного обучения
специальности «
гр. 11 «А»
Шифр Зу – 11 – 3294
Арамилев Дмитрий Сергеевич
Проверил: Поносова Н.Н.
Пермь 2014
Содержание
- Введение.
- Глава 1
- 1. Земельная информационная система
- 1.1 Создание ЗИС
- 1.2 Организация данных в ЗИС
- Глава 2
- 2. Геоинформационные системы (ГИС)
- 2.1 Функциональные возможности ГИС
- 2.2 Географические и земельные информационные системы применяемые при ведении земельного кадастра и землеустройства.
- 2.3 Основные элементы ГИС и ЗИС при кадастровых работах и землеустройстве.
- Заключение
- Список используемой литературы
Введение
В экономически развитых
странах кадастр земель и
Учитывая современные технические возможности по сбору, обработке, хранению и выдаче данных о кадастре, его возрастающее значение, изменения, происходящие в общественном переустройстве России, опыт ведущих европейских стран, США и Канады, целесообразно сформировать современный подход к структуре кадастров России, 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 России, для успешного воплощения которого необходимо подготовить и принять соответствующие законодательные и нормативно-технические акты и как можно быстрее разработать стандарты на термины и определения.
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, краев, республик в составе Российской Федерации и Федеральные 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
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
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 территориально-распределённых 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:
- природных ресурсов (земельный, водный,
месторождений полезных
- кадастры недвижимости (инженерных сетей и коммуникаций, жилых и нежилых строений, транспортных магистралей, улично-дорожных сетей и др.);
-регистры (населения, предприятий, административно-
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.
Глава 1
- Земельная информационная система
Земельная информационная система и географическая информационная система не являются синонимами. Между ними существуют различия:
Объектом ЗИС являются земельные ресуры, земельные участки, права на них и все процессы, связанные с ними, объектом ГИС могут быть разнообразные ресурсы и пространственные характеристики территорий (дороги, леса, водные источники и другие природные характеристики);
ЗИС представляет собой организационно упорядоченную совокупность массивов документов и баз данных;
ГИС используют для предоставления картографической и семантической информации в электронном виде на основе использования специализированного программного обеспечения, т. е. она является инструментом для ведения базы данных;
При создании ГИС используют программные средства и математический аппарат, а при создании ЗИС не обязательно применять компьютерные технологии;
ГИС, как правило, представляет статичную модель территории на определенный период времени, ЗИС постоянно изменяется и дополняется.
ЗИС состоит из семантической и картографической информации, которые могут создаваться и вестись с использованием компьютерных технологий. ЗИС может создаваться на базе какой- либо одной ГИС либо на базе нескольких ГИС. Последний вариант создания ЗИС в наибольшей степени подходит для ведения земельного кадастра в современных условиях, так как позволяет осуществлять конвертацию данных между разными геоинформационными системами. В то же время ЗИС может создаваться и без использования ГИС-технологий и самих ГИС.
Основа формирования базы данных ЗИС - данные Государственного земельного кадастра. ЗИС может быть сформирована как внутри системы ГЗК, так и вне ее. В последнем случае ЗИС включает в себя данные земельного и иных кадастров, а также данные иных систем (правовой, налоговой, управления земельными ресурсами и пр.). При формировании ЗИС в рамках (внутри) системы ГЗК в нее включаются только данные, полученные в результате ведения земельного кадастра, и для такой системы более подходит название «земельно-кадастровая система».
Земельно-информационную систему можно определить, как:
1) комплекс программно-
2) географическая информационная система, предназначенная, в первую очередь, для обеспечения задач и функций государственного управления земельными ресурсами и регулирования земельных отношений.
1.1 Создание ЗИС
Для создания реально
действующей муниципальной земельно-
1. Обязательная интеграция (добровольная или принудительная), так как только в этом случае информация будет полной, достоверной, точной и актуальной.
2. Движение информации
снизу вверх, что не требует
значительных единовременных
З. Учет интересов конкретных ведомств в ведении ЗИС [земельные комитеты, органы архитектуры, бюро технической инвентаризации (ЕТИ), комитеты по управлению имуществом и др.]. Поэтому целесообразно создание специализированных информационных центров, собирающих и обобщающих информацию.
4. Обязательный
учет существующих регистров
информации, которые ведут потенциальные
участники системы. Основой земельно-
Это обусловлено тем, что объектом земельного кадастра являются земельные участки как необходимое условие существования человечества и системообразующий компонент. Поэтому земельный фонд административного района, его структура существенно влияют на систему расселения, на размещение предприятий, а в поселениях - на организацию их территории.
Формирование показателей для муниципальной земельно-информационной системы можно разделить на три части.
1. Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения). На этой стадии формируют (выбирают) основные предметные понятия, используемые в системе, определяют тип выхода: материальный, энергетический, информационный. В системе управления выходом является информация о состоянии системы, которая может быть представлена в виде тематических карт, графиков, диаграмм, таблиц.
2. Выявление основных частей (блоков, модулей) системы и их функций, формирование единства этих частей в системе. На этой стадии описывают внутреннее содержание системы, выявляют состав основных блоков и их значение в системе, а также сведения о структуре и основных связях. Такие сведения удобно представлять и изучать при помощи структурных схем, где выясняют наличие и характер соединения частей (параллельный, последовательный), направленность воздействия между частями, выявляют системообразующие факторы (связи, взаимообусловленности).
3. Выявление основных процессов в системе, их значения, условий осуществления, скачков и смен состояний в функционировании системы. В системах управления выявляют и изучают основные управляющие факторы, динамику важнейших изменений в системе, ход событий, вводят параметры состояния, рассматривают факторы, изменяющие эти параметры, обеспечивающие течение, а также условия начала и конца процессов.
Изучают степень управляемости процессов и их влияние на осуществление системой своих главных функций. Для систем управления на этом этапе также необходимо уточнить основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.
1.2. Организация данных в ЗИС.
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 и ЗИС.
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 общегеографических 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 и ЗИС 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 фото теодолитную 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. В России кроме Госкомстата страны эту работу проводят также некоторые отраслевые министерства, например Министерство путей сообщения о железнодорожном транспорте и т.д. Статистическая отчетность различается по периодичности, она может быть суточной, недельной, полумесячной, квартальной, полугодовой и годовой. Кроме того, отчетность может быть и единовременной.
Для упорядочения всей совокупности данных государственной службой определены показатели по отраслям статистики. В качестве таких групп в нашей стране использовались отрасли статистики:
1) промышленности;
2) природных ресурсов и
3) технического прогресса;
4) сельского хозяйства и
5) капитального строительства;
6) транспорта и связи;
7) торговли;
8) труда и заработной платы;
9) населения, здравоохранения и социального обеспечения;
10) народного образования, науки и культуры и т. д.
Глава 2
2. Геоинформационные системы (ГИС)
Геоинформационная система (ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах.
ГИС – это инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.
ГИС включают в себя
возможности систем
управления базами данных (СУБД),
редакторов растровой и векторн
По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).
ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, (городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), ГИС недропользователя, горно-геологические ГИС, природоохранные ГИС (environmental GIS) и т. п.); среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.
Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.
2.1 Функциональные возможности ГИС
Функциональные возможности ГИС - набор функций географических информационных систем и соответствующих программных средств:
- ввод данных в машинную среду путем импорта из существующих
наборов цифровых данных или с помощью
цифрования источников;
- преобразование данных, включая
конвертирование данных из одного формата
в другой, трансформацию картографических
проекций, изменение систем координат;
- хранение, манипулирование и
управление данными во внутренних и внешних
базах данных;
-картометрические операции;
- средства персональных настроек
пользователе.
2.2 Географические и земельные информационные системы применяемые при ведении земельного кадастра и землеустройства.
По ценовым показателям инструментальные ГИС довольно четко разбиваются на четыре класса.
Наиболее дорогостоящие (свыше 30 тыс. долл.) продукты предназначены для работы на RISC-платформах под управлением ОС Unix и представлены полной версией ARC/Info, одним из наиболее функциональных и производительных продуктов. Продукты этого класса поддерживают распределенное хранение, имеют мультиплатформенную основу и снабжены целым букетом географического аналитического инструментария, включая специализированные средства пространственного моделирования. Следует отметить, что общая стоимость включает все рабочие модули ARC/Info и может быть снижена за счет оптимизации модульной поставки.
Во второй ценовой класс (от 4 до 30 тыс. долл.) попадает целая гВо второй ценовой класс (от 4 до 30 тыс. долл.) попадает целая группа систем для ПК. В основном, это уже зарекомендовавшие себя на мировом рынке системы: CADby, РС ARC/Info, PROCART, TNTmips, SPANS GIS, GIS ILVIS. Здесь же и некоторые отечественные системы: CAD CREDO, Земля-Картина. Эти системы реализуют поддержку топологии, связывания с целым набором аттрибутивных баз, позволяют выполнять сложные пространственные запросы, работать с растровой подложкой, обеспечивают большой выбор экспортно-импортных форматов.
В третьем ценовом классе (2,500-4,000 долларов) AutoCAD, MapInfo, ГИС-ПАРК, ИНФОСО, МОЕ, ArcCAD, WinGIS и другие так называемые ГИС для широкого пользователя. Характеристики этого класса сильно различаются, хотя в целом приближены к предыдущему, однако каждая из систем ограничивает использование какого-либо класса операций.
Четвертый ценовой класс (менее 2,500 тыс. долл.) составляют как самостоятельные системы, так и расширения под ранее приобретенные программные ядра, например AutoCAD. Это уже упомянутые GeoDraw/Geograph, ADE-ATEAutoGIS (расширение AutoCAD), Синтекс/три, EPPL 7. Эти продукты несут "облегченный" функциональный набор, достаточный для небольших проектов
или обслуживающий низовой пользовательский уровень крупных проектов, сопрягаясь с более развитыми ГИС-системами или информационными базами.
Перечень включенных в данный обзор систем составлен с учетом интенсивности рекламной кампании, проводимой той или иной фирмой, качества ее сайта в Интернете, частоты упоминаний в специальной литературе и регулярности участия в специализированных выставках. Другими словами, основным при отборе служил критерий “на слуху”.
В целом ситуация с российскими ГИС на сегодняшний день примерно ясна. Гораздо более интересно оценить перспективы развития каждой из систем. Одним из критериев при такой оценке может служить подход к проектированию системы, поскольку, если она разрабатывалась с использованием процедурного программирования, ее последующая эффективная модификация будет затруднительна. В случае, если использовался объектно-ориентированный подход, сведения о платформе разработки также представляются достаточно интересными. И, наконец, важными являются сведения о том, использовались ли при разработке геоинформационной системы какие-либо пакеты объектно-ориентированного проектирования, например Rational Rose.
Вторым критерием, который отражает маркетинговую активность компании, может служить число инсталляций системы, в том числе за последний год. Ясно, что продать неудачный продукт гораздо сложнее, чем удачный. Таким образом, одной из составляющих успеха продукта, кроме собственно качественной ГИС, обладающей уникальными характеристиками, является рыночная активность компании.
Следующий критерий - наличие версии геоинформационной системы на английском языке, поскольку бесконечно развиваться в пределах одной отдельно взятой страны - путь заведомо тупиковый. Поэтому шансы компании, имеющей английскую версию продукта, заметно повышаются, даже если на сегодняшний день она не продала за границу ни одной копии своей ГИС.
Важным критерием является развитие ее продуктов в русле основных мировых тенденций геоинформатики. На мой взгляд, показательна поддержка Oracle 8i Spatial, без которого сейчас просто шагу невозможно ступить, а также клиент-серверных приложений - их поддержка давно стала стандартом де-факто в мире.
Последним трудно формализуемым, но интересным критерием выбора являются “изюминки”, отличающие ее от других подобных систем. Кроме того, важно учитывать открытость разработчиков, скорость реакции на запросы пользователей и наличие демонстрационной версии ГИС на сайте компан
2.3. Основные элементы ГИС и ЗИС при кадастровых работах и землеустройстве.
Обязательными элементами более или менее полного определения ГИС и ЗИС 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.
Что касается классификации ГИС, то здесь наметилось тоже несколько направлений. Например, классификация по их проблемной ориентации:
