Использование ГИС в сфере кадастра

МИНЕСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ

Н.И.Вавилова

 

 

Кафедра «Землеустройство и кадастры»

 

 

Реферат

На тему «Использование ГИС в сфере кадастра»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студентка 3 курса

Группы БЗ-301

Алимова М.С.

Проверил: доц. Туктаров Р.Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010

Содержание.

 

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ГИС

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВЕДЕНИИ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

4. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ГОСУДАРСТВЕННОГО КАДАСТРОВОГО УЧЕТА ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

6. ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Процессы  управления земельными ресурсами страны неразрывно связаны с процессами эффективного их использования. Для этого необходима достоверная и оперативная информация о состоянии земельного фонда и динамике его развития.

Современная система землепользования в стране характеризуется большими объемами информации вследствие значительного числа объектов и субъектов земельных отношений. Поэтому хранение, обработку и предоставление этой сложной, многоаспектной информации могут обеспечить только автоматизированные системы.

Эти системы  подразделяют на две большие группы: географические информационные системы (ГИС) и земельные информационные системы (ЗИС), отличающиеся нормативно-правовым обеспечением, задачами, принципами, содержанием и классификационными признаками.

Государственный земельный кадастр (ГЗК) — это  сложная земельная информационная система, решающая разнообразные задачи в области земельных отношений на всех административно-территориальных уровнях (страна, регион, край, область, муниципальное образование). Обработка огромных массивов информации о каждом земельно-кадастровом участке, контуре земельных угодий, хозяйственной и административной единице, их динамике под силу только современным компьютерным системам и информационным технологиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГИС

 

С каждым годом  информационные потребности человека затрагивают все новые сферы его деятельности. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников.

Со временем значительная часть информации быстро меняется, и поэтому все труднее становится ее использование в традиционном бумажном виде для принятия управленческих решений, в том числе и в области Государственного земельного кадастра и управления земельными ресурсами. Быстроту получения информации и ее актуальность может гарантировать только автоматизированная система. Поэтому возникла необходимость создания автоматизированной системы, имеющей большое количество графических и тематических баз данных и соединенной с модельными расчетными функциями для преобразования данных в пространственную информацию и последующего принятия управленческих решений.

К таким системам можно отнести и многофункциональную  информационную систему, предназначенную для сбора, обработки, моделирования пространственных данных, их отображения и использования при решении расчетных задач, подготовке и принятии решений. Таким образом, основная задача ГИС —формирование знаний о земном шаре, его отдельных территориях, а также обеспечение пространственными данными различных пользователей. Поэтому предметом ГИС является исследование закономерностей информационного обеспечения пользователей, включая принципы построения системы сбора, накопления, обработки, моделирования и анализа пространственных данных, их отображения и использования, доведения до пользователей, формирования технических программных средств, разработки технологии изготовления электронных и цифровых карт, формирования соответствующих организационных структур.

Возможность проанализировать географическое расположение большого числа объектов недвижимого  имущества, их количественных и качественных характеристик на основе картографического материала позволяет управляющим структурам принимать обоснованные решения по управлению территорией. В картографических данных также нуждаются специалисты, оценивающие и прогнозирующие состояние любой области человеческой деятельности, например рынков сбыта продукции, загрязнений территории и т.п.

В большинстве  случаев картографические материалы  позволяют определить критические участки и способствуют быстрому принятию решений по ликвидации предпосылок развития негативных процессов.

К потенциальным  потребителям геоинформации можно  отнести:

структуры распорядительной и исполнительной властей;

 

-планирующие  органы;

-налоговые  инспекции;

-органы Роснедвижимости;

-юридические  и правоохранительные органы;

-архитектурно-11ланировочные  службы;

-эксплуатирующие  организации (коммуникация, транспорт,  здания и сооружения);

-научно-исследовательские  и проектные институты;

-строительные  организации;

-торговые  организации, биржи всех назначений;

-инспекции  и контрольные органы социально-экономического  и технического надзора;

-иностранных  партнеров и инвесторов;

-коммерческие  образования, предпринимателей;

-частных  лиц.

ГИС — цифровая модель реального пространственного  объекта местности в векторной, растровой и других формах.

Функции ГИС  заключаются в сборе, системной  обработке, моделировании и анализе пространственных данных, их отображении и использовании при подготовке и решении управленческих решений.

ГИС предназначены  для создания карт на основе получаемой информации на конкретный момент времени.

В соответствии е определением Института системных  исследований окружающей среды (разработчика ГИС ARC/INFO)— это организованный набор аппаратуры, программного обеспечения, географических данных и персонала, предназначенный для эффективного ввода, хранения, обновления, обработки, анализа и визуализации всех видов географически привязанной информации.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВЕДЕНИИ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

Разработка  нового программного обеспечения для  земельного кадастра требует больших  затрат средств и времени. Программное  обеспечение обязательно будет  нести элементы дублирования уже  существующих ГИС. Проведенный анализ современных ГИС-систем показал, что  используемые в России и за рубежом  системы можно разделить на три  группы:

наиболее  распространенные геоинформаиионные системы, образующие основную массу существующих в мире программных средств (Arclnfo, Inicrgraph, Maplnfo, SPANS CIS и др.);

системы, использующие последние достижения информационных и компьютерных технологий (SmallWorlu, SICAD Open и др.);

отечественные ГИС, которые по большинству параметров отстают не только от ведущих западных систем, но и далеко не все могут быть охарактеризованы как законченные программные продукты. Исключение составляют системы «Панорама», «Фотомод» и GeoDraw/ГеоГраф, которые уже получили широкое распространение не только в России, но и за рубежом.

Анализ общего состояния программных средств  ГИС позволил сделать следующие  основные выводы.

На отечественном  рынке в большей степени доминируют зарубежные программные средства ГИС, фактически не учитывающие российскую специфику цифровых пространственных данных.

Российские  ГИС-продукты, конкурентоспособные  с зарубежными ГИС, создаются как путем концептуального копирования иностранных систем, так и отчасти собственного развития, коренным образом отличающегося от зарубежного.

Наиболее  распространенные на российском рынке  зарубежные ГИС имеют большое число недоделок и ошибок (хотя и обладают широким набором пользовательских функций), а также трудоемки в изучении. Кроме того, наиболее развитые и совершенные системы дороги (на порядок дороже традиционных)-Так, растровые зарубежные ГИС, имеющие сегодня хождение в России, достаточно развиты (уровень «бесшовной» интеграции)-многофункциональны, но слишком дороги с точки зрения российского пользователя.

Растровые отечественные  ГИС набирают высокий теми развития и уже выходят на российский и зарубежный рынок как продукция  мирового уровня при гораздо меньшей стоимости.

Рассматриваемые системы могут быть увязаны в  рамках структуры интегрированной ГИС, но существую) проблемы передачи геоданных, единства технологии и интерфейса и т.д.

Часть российских ГИС создана не по модульному принципу, и, следовательно, их настройка на конкретные нужды пользователя маловероятна либо потребует значительных временных  и финансовых затрат.

В ГИС увеличивается  доля задач, связанных с оперативной  обработкой пространственной информации на базе систем дистанционного зондирования и тематического картографирования. Наличие модулей обработки векторной информации, поддержки реляционных баз фактографических данных приводит к постепенному увеличению на рынке доли полнофункциональных программных средств.

Использование быстрых алгоритмов обработки растровых  данных позволило некоторым производителям растровых ГИС создать модули визуализации трехмерных пространственных данных в режиме реального времени. Практически это означает начало реального использования возможностей систем мультимедиа в ГИС- технологиях.

С появлением компьютерной техники начались также  попытки автоматизировать процесс  учета земель путем создания систем автоматизированного ведения кадастра на основе реляционных СУБД, которые получили довольно широкое распространение. В таких системах данные хранятся как совокупность реляционных баз с информацией об объектах недвижимости и ее владельцах, а иногда и о месторасположении объекта недвижимости. Вся информация хранится, как правило, без пространственной привязки к объектам.

Следующим шагом  при разработке систем ведения земельного кадастра стало применение геоинформационных  технологий, которые обеспечили возможность создания и ведения кадастра на качественно новом уровне, создавая карты непосредственно в цифровом виде по координатам, полученным в результате измерений на местности или при обработке материалов дистанционного зондирования. Хранение кадастровой информации в электронном виде позволило перейти к безбумажному документообороту и более совершенной системе учета земель.

В большинстве  случаев автоматизированная система  ведения земельного кадастра строится на основе локальной сети. В системе создаются автоматизированные рабочие места (АРМ), специализирующиеся на различных стадиях обработки информации, например; АРМ регистрации заявок; АРМ ведения дежурной кадастровой карты; АРМ веления базы землепользователей; АРМ обработки результатов кадастровой съемки и др.

Реализация  земельно-кадастровых систем, как  и других специализированных систем, может базироваться на различных технических решениях. Можно начать создавать свою систему с «нуля» можно использовать готовые разработанные программы или вести разработку на базе одной из универсальных или специализированных САП Р.

Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки.

1. Реализация системы с «нуля» позволяет полностью удовлетворить все запросы конечных потребителей, так как часто продукты сторонних фирм не могут обеспечить соответствия установленным стандартам, например картографическим стандартам на подготовку технической документации. Кроме того, такие системы — 
дорогостоящая продукция. В некоторых регионах были приняты 
решения вести разработку ГИС земельного кадастра своими сила- 
ми.

Примером  такого решения можно назвать  систему «Альбея», созданную и использующуюся в г.Уфе; систему ведения земельного кадастра LasGraph, разработанную Омской компанией «Хит-Софт» в 1993 г.; программный комплекс для ведения земельного кадастра «Земля», созданный НПФ «Карина», и др.

Подобные  системы можно создавать только при наличии профессиональных специалистов и достаточного финансирования. При этом техническое сопровождение создаваемой системы решается автоматически.

2. Реализация геоинформационной системы на основе инструментальной ГИС. В этом случае система основана па внутреннем 
языке программирования, что позволяет добавлять в инструментальную ГИС функции пользователя. Сюда можно отнести 
MapBasic в Maplnfo или AVENUE в Arclnfo. Также используются 
специализированные библиотеки функций, быстро создающие 
специализированную ГИС, которая содержит все необходимые 
функции. Такие же возможности имеет ряд российских продук- 
тов: «Панорама», GeoDraw и GeoGraph, GeoCad System.

Еще один способ создания своей специализированной системы — использование технологии OLE (Object Linking and Embending), которую с различной степенью детализации реализуют во множестве пакетов, в том числе и во многих системах САПР. Также можно использовать ActiveX-компоненты, разработанные для манипулирования векторными (в том числе картографическими) данными. Такой подход позволяет создавать в короткие сроки необходимую земельно-информационную систему.

3. Для создания ГИС используются следующие универсальные 
САПР:

Microsialion имеет свои внутренние С-подобный и Basik-подобный языки программирования, поддержку OLE, а также возможность создавать приложения и на Java;

CADdy имеет внутренний С-подобный язык программирования На основе CADdy также создано как самой Ziegler Informatics, так и российскими разработчиками множество модулей, реализующих картографические функции, и модулей для ведения кадастра;

AutoCAD и ГИС-расширение AutoCAD Map имеет полный набор функций лля создания своей специализированной геоинформационной системы. Причем AutoCAD и его ГИС-расширение AutoCAD Map также поддерживают OLE-технологию и содержат потный набор функций, в том числе и картографических, для создания OLE-приложения.

У вышеперечисленных  систем (AutoCAD, Microstation, CADdy) есть один недостаток, который осложняет создание ГИС па их основе. Эти системы изначально проектировали для создания технических чертежей, и поэтому в них присутствуют многие ненужные в картографии функции, например для создания и редактирования трехмерных объектов, и не поддерживается работа с топологическими данными. Например, в CADdy отсутствуют объекты типов полилиния и полигон, что сильно затрудняет последующий анализ пространственных объектов.

Направленность  на создание технических чертежей в  этих системах сказывается и на концепции слоев, например, в них не реализованы на базовом уровне функции разграничения доступа к слоям, не поддерживаются системы координат, принятые в картографии. Подобная техническая направленность влияет и на используемые для хранения чертежей форматы данных.

 

ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ГОСУДАРСТВЕННОГО КАДАСТРОВОГО УЧЕТА ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ

Для целей  регистрации прав на земельные участки, управления земельными ресурсами, государственного кадастрового учета в Российской Федерации используют несколько  программных продуктов, основные из которых будут рассмотрены далее.

Для ведения  картографических баз данных земельных  информационных систем в большинстве  территориальных органов Роснедвижимости используют ГИС Maplnfo. Эта система позволяет отображать различные данные, имеющие пространственную привязку, и относится к классу настольных ГИС.

Отличительная особенность Maplnfo — универсальность в применении и поддержке почти всех существующих программно-аппаратных платформ и низкие аппаратные требования. Практически Maplnfo может работать на любом компьютере, па котором стоит одна из следующих операционных систем: Windows 95 Windows NT, Mac-System 7, UNIX (OS Solans 2.4, HP/UX 9.x).    '

Возможности системы следующие:

-анализ данных  в реляционной базе:

-поиск географических  объектов;

-тематическая  закраска карт;

-создание  и редактирование легенд карт;

-поддержка  широкого набора форматов данных;

-доступ к  удаленным БД и распределенная  обработка данных.

Maplnfo позволяет получать информацию о месторасположении по адресу или имени, находить пересечения улиц, границ, производить автоматическое и интерактивное геокодирование, проставлять на карту объекты из базы данных. Форма представления информации в системе может иметь вид таблиц, карт, диаграмм, текстовых справок.

Система дает возможность проводить специальный  географический анализ и графическое редактирование. При этом система команд и сообщения представляется как на русском языке, так и на других языках. Модули системы включают обработку данных геодезических измерений, векторизацию и архивацию карт, схем, чертежей, преобразования картографических проекций, совмещение пространственных данных.

Возможность компьютерного дизайна и подготовки к изданию разнообразных картографических документов позволяет получать различные технологические решения для территориальных и отраслевых информационных систем. Система Maplnfo включает специализированный язык программирования MapBasic, позволяющий менять и расширять пользовательский интерфейс системы. Система ласт возможность напрямую использовать данные электронных таблиц типа Excel, Lotus 1-2-3, форматы dBase и т. д.

Системой  Maplnfo поддерживается около 150 картографических проекций за счет возможности преобразования картографических проекций и создания пользовательских проекций, интеграции растра в вектор и вектора поверх растра, поддержания ввода с дигитайзера, сканера и с систем GPS.

1. Главное окно модуля ДКК при  использоваиии ГИС Maplnfo

 

ГИС Maplnfo используется для ведения модуля дежурной кадастровой карты (ДКК) в программном комплексе Единого государственного реестра земель (ПК ЕГРЗ). Внешний вид главного модуля ДКК показан на рисунке 1

Окно содержит следующие панели (сверху вниз): панель названия окна; панель меню; инструментальная панель; поле выбора селектируемого слоя; информационная панель.

ГИС Maplnfo позволяет встраивать окно карты в произвольное окно системы, что и было использовано при реализации модуля ДКК для Maplnfo. Для показа объектов учета с различными статусами на ДКК необходимо использовать различные атрибуты отображения. Оптимальное средство для реализации этого — использование тематических слоев Maplnfo.

ГИС Maplnfo поддерживает геометрические функции над объектами, однако точность результатов не всегда позволяет их использовать в модуле ДКК. Поэтому некоторые геометрические Функции, например пересечение полигонов, разделение объектов, реализуются в отдельном блоке расчета геометрии.

 В инструментальной  панели расположены кнопки управления  изображением (по порядку следования): селекция, селекция в прямоугольной  области, перемещение, увеличение, уменьшение экспорт окна карты,  показать подписи, скрыть подписи.

ГИС Maplnfo устанавливают в большинстве ПК ЕГРЗ для ведения модуля дежурной кадастровой карты, что в основном связано с широким распространением этой ГИС в России.

ГИС ObjectLand, разработанная ЮРКИ «Земля», также легла в основу внедряемых программных продуктов для земельного кадастра. Гсоинформационная система ObjectLand для Windows — универсальный программный продукт, работающий под управлением 32-разрядных операционных систем семейства Windows и предназначенный для использования в областях, связанных с совместной обработкой пространственной и табличной информации.

ГИС ObjectLand обрабатывает данные, организованные в виде геоинформационной базы данных (ГБД). Основные компоненты ГВД — карты, темы, таблицы, выборки, макеты, список пользователей и библиотека стилей. Каждый из этих компонентов имеет достаточно сложную структуру.

Карта является компонентом ГБД, предназначенным  для хранения пространственной информации в векторной форме. Единица пространственной информации — графический объект (точка, полилиния, полигон, полигон с внутренними областями, текст, растровый образ). В ГИС ObjcciLand используются две системы координат карты: прямоугольная математическая система координат и прямоугольная геодезическая система координат.

ГИС позволяет  организовать уровни структуризации пространственной информации карты. Верхний уровень структуризации карты — слой. Число слоев в карте практически не ограничено. Максимальное количество графических объектов в одном слое около 2,1 млрд. Слой логически структурирован по типам графических объектов, которые характеризуются геометрической характеристикой (точечный, линейный, площадной, текстовый или астровый); набором связанных информационных таблиц; стилем отображения.

Преимущества  ГИС ObjcciLand

открытая  архитектура системы;

высокая степень  интеграции пространственной и табличной  информации;

гибкий механизм визуализации и манипуляции пространственной и табличной информацией;

отсутствие  ограничений на число и размеры  карт, тем, таблиц, выборок и стилей в геоинформационной базе данных;

высокие эксплуатационные характеристики при работе с геоинформационными базами данных с большим объемом как пространственной, так и табличной информации;

наличие встроенной контекстно-чувствительной справочной полсистемы;

возможность задания имен произвольной длины  для компонентов геоинформационной базы данных (карт, тем, таблиц, выборок, полей, стилей);

возможность создания и ведения на персональных компьютерах автоматизированных систем веления земельных кадастров с большим объемом как графической, так и табличной информации, сохраняя высокие эксплуатационные характеристики при работе;

возможность импорта/экспорта данных из других геоинформационных систем, пакетов оцифровки и СУБД (Maplnfo, Arclnfo, AutoCad, dBase и др.);

возможность генерализации карты при изменении  масштаба;

наличие геометрических функций для построения буферных зон;

более низкая стоимость по сравнению с зарубежными  аналогами и не требует дополнительных усилий по локализации.

Окно ведения  дежурной кадастровой карты представляет собой главное окно ДКК и предназначено  для настройки логической карты  на физическую карту.

Настройка осуществляется путем указания соответствия логических слоев и типов (левая панель) физическим слоям и типам (правая панель). Настраивать можно не все слои и типы, а только лишь те, с которыми предполагается работа.

Окно «Редактор  кадастровой карты» предназначено  для отображения темы ГБД, используемой в качестве физической кадастровой карты. 

Пример использования  ГИС ObjcciLand — автоматизированная система ведения земельного кадастра г. Ростова-на-Дону, которая содержит непрерывную векторную электронную карту города, сшитую из 360 листов М 1:2000,графическую и табличную информацию о более чем 60 тыс. земельных участков.

 ArcView - мощный, легкий в использовании инструмент для обеспечения доступа к географической информации, который дает возможности для отображения, изучения, выполнения запросов и анализа пространственных данных. ArcView разработан Институтом исследований систем окружающей среды (Environmental Systems Research Institute, ESRI. США), изготовителем ARC/ INFO — ведущего программного обеспечения для географических информационных систем (ГИС).

Применяя  средства ArcView, осуществляют:

создание  карт из существующих источников пространственных данных;

импорт табличных  данных и их географическую привязку;

использование языка запросов SQL для получения записей из базы данных и последующей работы с ними в географической среде;

создание  собственных пространственных данных для представления географических объектов, которые следует отображать и анализировать в

ArcView.

В ArcView работа осуществляется с географическими (распределенными в пространстве) данными на интерактивных картах, называемых видами. Каждый вид в ArcView представляет уникальную географическую таблицу содержания, похожую на обычную  легенду облегающую понимание отображаемых данных. Табличные данные Moiyr иключать практически любой набор данных, содержит он или нет географическую информацию. ArcVicw поддерживает следующие типы табличных данных: данные с серверов баз данных (Oracle. Ingres, Sybase. Informix); файлы формата dBASE HI. dBASt IV; таблицы IN КО; текстовые файлы, в которых в качестве разделителя нолей используются символы: пробел или запятая.

Работа с табличными данными в таблицах ArcVicw организована через элементы управления. Таблицы ArcVicw обеспечивают полный набор возможностей для получения ИТОГОВОЙ статистики, сортировки и запросов.

Данные изображений включают спутниковые и аэрофотоснимки, данные дистанционного зондирования и отсканированные данные. Диаграммы в ArcVicw представляют средства создания полноценной деловой графики и возможности визуализации данных, полностью интегрированные со средой ArcVicw. ArcVicw позволяет одновременно с географическим создавать табличные представления  данных, а также представлять их в виде диаграмм.

ГИС «Новая Земля» разработана Нижегородской  НПФ «Карина» и предназначена для ведения земельного кадастра на основе данных аэрофотосъемки и топопланов М 1:2000 и М 1:5000. Информационно-программный комплекс ГИС «Земля» позволяет осуществлять ввод, систематизацию, хранение, поиск, обработку, отображение и вывод данных для информационного обеспечения процессов управления земельными ресурсами региона.

Объекты и  субъекты землепользования представляются наименованием и набором параметрических (эксплуатационных и описательных) показателей. Планово-картографические документы используют для получения базовых кадастровых данных координаты, идентификационные данные и т. п.) и их отображения в графической форме на экране с помощью условных обозначений. Состав объектов и субъектов землепользования и их показатели определяются классификатором (словарем). Последний содержит около 2000 терминов и понятий по землепользованию и землеустройству и может обновляться в процессе эксплуатации.