Методы ввода векторных данных

Ввод растровых данных следует иной стратегии, нежели ввод векторных данных. Растровый ввод иногда все еще делается с использованием накладной сетки, когда атрибуты вводятся последовательно, друг за другом. Широкая доступность сканеров быстро вытесняет этот трудный метод ввода, однако его применение хорошо иллюстрирует разные методы, используемые программами оцифровки для ввода ячеек растра. В прошлом часто использовался также метод оцифровки растра с помощью дигитайзера, когда полученный с дигитайзера контур объекта в виде векторов затем заполняется пикселями уже самой программой оцифровки.
Прежде всего необходимо решить, какую площадь должна занимать каждая ячейка растра. Это решение должно быть принято до начала оцифровки или наложения сетки, чтобы сообщить программе оцифровки размер ячейки или дать оператору сведения о размерах квадратов сетки. Кроме того, нам следует решить, пригодится ли какой-нибудь метод кодирования (типа группового или блочного кодирования), который мог бы сократить процесс. При том, что методы сжатия данных хороши для уменьшения их объема, использование этих методов при вводе может оказаться не менее важным благодаря сокращению времени ввода. Некоторые растровые ГИС, не поддерживающие ввод с дигитайзера или поддерживающие ввод и с клавиатуры, и с дигитайзера, имеют команды, позволяющие вводить данные в виде цепочек или блоков атрибутов. Выбрав метод ввода, вы должны решить, как каждая ячейка растра будет представлять различные имеющиеся темы. Помимо разрешения растра, это может быть наиболее важным мщением, которое вы должны принять. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
Для ввода растровых данных наиболее широко применяются сканеры. Однако, следует учитывать, что введенные со сканера тематические данные не становятся автоматически тематическими данными в растровой ГИС. Дело в том, что однородно закрашенные на карте области после считывания сканером неизбежно получают некоторый разброс значений, вследствие многих причин: неоднородность нанесения краски на карту, незаметная для глаз, неоднородность подсветки в сканере, износ карты и т.д. Кроме того, тематические карты обычно печатаются офсетным способом, который предполагает образование всего богатства полутонов и цветовых оттенков смешением мельчайших точек красок небольшого числа цветов. При сканировании эти незаметные на глаз точки, превращаются во вполне самостоятельные пиксели, образующие "винегрет" на месте внешне однородной по цвету области. Естественно, такие карты не пригодны для анализа. Результат сканерного ввода в сильной степени зависит от соотношения разрешений сканера и полиграфического растра. Именно сложность решения этой проблемы приводит иногда к решению использовать упомянутый выше способ ввода растровых данных посредством векторной оцифровки контуров объектов с последующим преобразованием в растр.

Лекция № 13

Тема 2.3

Понятие экспертной системы для целей землеустройства и ее интеграция в землеустроительную САПР, ГИС и ЗИС;

Вопросы: 1. Понятие экспертной системы 2. Интеграция ЭС в САПР, ГИС ЗИС

Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АС), с другой - обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.

В частности, как системы управления ГИС являются новой основой автоматизированных систем управления (АСУ). Это обусловливает повышенное значение ГИС - современного средства организации многих видов производств. Не случайно в декабре 1996 г. было принято постановление Правительства России "ГИС как органы государственной власти (ОГВ)".

Определение ГИС как "компьютеризованной базы данных (БД)", "как системы управления", в которой хранятся "пространственные данные", следует считать неверным либо устаревшим по ряду причин. Во-первых, база данных (и не одна) может входить в состав ГИС, а полная технология обработки информации в ГИС значительно шире, чем работа с базой данных. Во-вторых, современная ГИС рассчитана не просто на обработку данных, а на проведение во многих ситуациях экспертных оценок. Другими словами, ГИС должна включать в свой состав экспертную систему, а этого только на уровне базы данных достичь невозможно, так как экспертная система является более общей по отношению к БД. Наконец, данные, которые обрабатывает и хранит ГИС, имеют не только пространственную, но и временную характеристику, что важно в первую очередь для географических данных.

Хотя разработка ГИС началась более 30 лет назад (тогда это были чисто географические информационные системы), их бурное развитие и качественно новое представление произошло за последние 7-8 лет благодаря принятию за основу этих систем идеологии и технологии систем автоматизированного проектирования, интеграции всех процессов обработки данных на базе географических данных.

На основе анализа целей и задач различных ГИС, функционирующих в настоящее время, более точным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем. Это обусловлено и тем, что процент чисто географических данных в таких системах незначителен, технологии обработки данных имеют мало общего с традиционной обработкой географических данных и, наконец, географические данные служат лишь базой решения большого числа прикладных задач, цели которых далеки от географии. Разумеется, это не исключает существование чисто географических информационных систем аббревиатура та же - ГИС, однако в дальнейшем мы будем понимать под ГИС геоинформационные системы.

Итак ГИС- автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

В ГИС осуществляется комплексная обработка информации - от ее сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим следует рассмотреть ГИС с различных позиций.

Лекция № 14

Тема 2.3

Понятие экспертной системы для целей землеустройства и ее интеграция в землеустроительную САПР, ГИС и ЗИС;

Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и розничной торговлей, использованию океанов или других пространственных объектов. При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.

В отличие от АСУ в ГИС появляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служат мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления.

Как автоматизированные информационные системы ГИС объединяют ряд технологий или технологических процессов известных информационных систем типа автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных справочно-информационных систем (АСИС) и др. Основу интеграции технологий ГИС составляют технологии САПР. Поскольку технологии САПР достаточно апробированы, это, с одной стороны, обеспечило качественно более высокий уровень развития ГИС, с другой -существенно упростило решение проблемы обмена данными и выбора систем технического обеспечения. Этим самым ГИС стали в один ряд с автоматизированными системами общего назначения типа САПР, АСНИ, АСИС.

Как геосистемы ГИС включают технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем, как географические информационные системы (ГИС), системы картографической информации (СКИ), автоматизированные системы картографирования (АСК), автоматизированные фотограмметрические системы (АФС), земельные информационные системы (ЗИС), автоматизированные кадастровые системы (АКС) и т.п.

Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью разных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что они объединяют в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. В связи с большим значением экспертных задач, решаемых при помощи ГИС, возрастает роль экспертных систем, входящих в состав ГИС.

Как системы моделирования ГИС используют максимальное количество методов и процессов моделирования, применяемых в других автоматизированных системах.

Как системы получения проектных решений ГИС во многом применяют методы автоматизированного проектирования и решают ряд специальных проектных задач, которые в типовом автоматизированном -проектировании не встречаются.

Как системы представления информации ГИС являются развитием автоматизированных систем документационного обеспечения (АСДО) с использованием современных технологий- мультимедиа. Это определяет большую наглядность выходных данных ГИС по сравнению с обычными географическими картами. Технологии вывода данных позволяют оперативно получать визуальное представление картографической информации с различными нагрузками, переходить от одного масштаба к другому, получать атрибутивные данные в табличной или графовой форме.

Как интегрированные системы ГИС являют собой пример объединения различных методов и технологий в единый комплекс, созданный при интеграции технологий на базе технологий САПР и интеграции данных на основе географической информации.

Как прикладные системы ГИС не имеют себе равных по широте применения, так как используются на транспорте, в навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике, экологии и т.д. Благодаря широким возможностям ГИС на их основе интенсивно развивается тематическое картографирование.

Как системы массового пользования ГИС позволяют применять картографическую информацию на уровне деловой графики, что делает их доступными любому школьнику или бизнесмену, не только специалисту географу. Именно поэтому при принятии решений на основе ГИС -технологий не всегда создают карты, но всегда используют картографические данные.

В последнее время более 100 организаций и фирм распространяют в России зарубежные системы для создания ГИС-технологий. При этом базой создания ГИС служат так называемые инструментальные пакеты, представляющие программно-технологические комплексы.

Основу процессов обработки составляет цифровое моделирование. Оно позволяет осуществлять векторно-топологическое моделирование, буферизацию объектов, анализ сетей, построение цифровых моделей местности и т.д.

В инструментальных системах поддерживается набор моделей (цифровых представлений) пространственных данных (векторная, топологическая и нетопологическая модели, квадродерево, растровая модель, линейные сети) для ввода данных, их анализа, моделирования и представления.

, ГИС нового поколения отличает ориентация на пользовательские модели данных с учетом предметной области и особенностей приложений. Их модели данных определяются классами объектов, наборами атрибутов, расширенными возможностями реализации запросов и операций над объектами по сравнению с предыдущим поколением. Они позволяют обрабатывать геоинформационные данные по распределенной технологии, что повышает гибкость и производительность систем.

Как правило, модули и приложения образуют единую пользовательскую среду инструментальных ГИС. К ядру подключаются тематически ориентированные модули, дополняемые приложениями для управления моделями данных, построения цифровых моделей, обработки растровых изображений, выполнения расчетов, анализа и проектирования, организации интерфейсов. При этом имеется возможность подключения модулей, разработанных конкретным пользователем. Это повышает универсальность систем и эффективность при решении нетиповых задач.

Возрастает значение модулей для трехмерного (3D) проектирования, генерации планов, автоматического документирования проектов и выбора оптимальных вариантов.

Инструментальные ГИС-системы могут включать набор модулей для формирования и ведения банков земельных данных о состоянии жилого и нежилого фондов, информационного обеспечения администрации города, ведения кадастра недвижимости, анализа, оценки и планирования городских территорий, управления коммунальным хозяйством и т.д.

Разнообразие ГИС порождает необходимость их анализа и выбора для решения практических задач в конкретной области. В данной книге освещена эта проблема. В ней дается анализ ГИС как современной информационной системы и приводятся варианты решения практических задач в управлении, экологии, контроле и учете

Лекция № 15

Тема 2.4

Создание компьютерных землеустроительных планов и карт; обзор средств, обеспечивающих создание ГИС и ЗИС в землеустроительном производстве

ПК ЗО v3.0 «МЕЖЕВОЙ ПЛАН»

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1.Наименование

Наименование продукта - ПК ЗО v3.0 «Межевой план»

1.2.Назначение

ПК ЗО v3.0 «Межевой план» (далее - ПК ЗО) предназначен для использования кадастровыми инженерами для целей проектирования земельных участков и подготовки межевых планов в соответствии с требованиями, утвержденными приказом Минэкономразвития России от 24.11.2008 № 412.

1.3.Состав программных средств

В состав ПК ЗО входят следующие программные средства:  ГИС ObjectLand версии 2.7;

 приложение «Межевой план».

1.4.Требования к квалификации персонала

Настоящее руководство рассчитано на пользователей знакомых с предметной областью и имеющих начальные навыки работы с ГИС ObjectLand.

2. ПРОЕКТЫ

2.1.Понятие проекта

Основным компонентом приложения «Межевой план» является проект.

Проект - это логический контейнер для хранения информации о кадастровой работе, в результате которой формируется один межевой план. Проект содержит исходные данные, результаты работы и вспомогательную информацию необходимую для подготовки межевого плана.

2.2.Состав проекта

Информация по проекту хранится в отдельной карте и в отдельном наборе таблиц.
Карта и набор таблиц создаются системой автоматически при создании проекта. Таким
образом, данные разных проектов не связаны между собой и не оказывают взаимного
влияния.

Каждый проект использует следующие компоненты рабочей ГБД:

 карта проекта - карта имеет строго определенный набор слоев (слои проекта), который пользователь не должен изменять. Карта имеет наименование в формате «МПxxx-», где xxx - внутренний номер проекта;

 темы проекта - схема расположения земельных участков и чертеж земельных
участков и их частей. Настройки темы проекта (отображаемая область, стили

отображения, видимые слои и проч.) определяют внешний вид соответствующего раздела межевого плана (схема расположения и чертеж);

 набор таблиц проекта, каждая из которых имеет в имени префикс «МПxxx-», где
xxx - внутренний номер проекта. Во избежание нарушения работы с данными
проекта не рекомендуется, чтобы пользователь изменял набор таблиц или выполнял

их переименование.

2.3.Слои карты проекта

Каждая карта проекта имеет определенный разработчиком набор слоев - слои карты проекта. Во избежание нарушения работы с данными проекта не рекомендуется удалять или переименовывать слои карты проекта.

Слои карты проекта:

 Исходные участки

 Исходные части

 Формируемые участки

 Фрагменты

 Формируемые части

 Исходные границы участков

 Исходные границы частей

 Формируемые границы участков

 Формируемые границы частей

 Исходные точки

 Формируемые точки

 Надписи участковЧЖ

 Надписи участковСР

 Надписи фрагментовЧЖ

 Надписи фрагментовСР

 Надписи частейЧЖ

 Надписи частейСР

 Надписи точекЧЖ

 Надписи точекСР

 Проектный

2.4.Темы проекта и подключаемые слои

Каждый проект имеет по умолчанию две темы «Схема расположения» и

«Чертеж». В темах проекта используются отдельные слои карты проекта, при этом они
могут иметь наименования, отличные он наименования слоев карты проекта.
Во избежание некорректной работы с проектом не следует переименовывать слои
темы проекта.

Соответствия между слоями в темах проекта и слоями карты проекта представлены в таблице.

Слои темы проекта¹ Слои карты проекта

Схема расположения

Исходные участки Исходные участки

Исходные части Исходные части

Формируемые участки Формируемые участки

¹ Слои приведены в рекомендуемом порядке: первый слой в списке лежит ниже остальных
Слои темы проекта Слои карты проекта

Фрагменты Фрагменты

Формируемые части Формируемые части

Надписи участков Надписи участковСР

Надписи фрагментов Надписи фрагментовСР

Надписи частей Надписи частейСР

Проектный Проектный

Чертеж

Исходные участки Исходные участки

Исходные части Исходные части

Формируемые участки Формируемые участки

Фрагменты Фрагменты

Формируемые части Формируемые части

Исходные границы участков Исходные границы участков

Исходные границы частей Исходные границы частей

Формируемые границы участков Формируемые границы участков

Формируемые границы частей Формируемые границы частей

Исходные точки Исходные точки

Формируемые точки Формируемые точки

Надписи участков Надписи участковЧЖ

Надписи фрагментов Надписи фрагментовЧЖ

Надписи частей Надписи частейЧЖ

Надписи точек Надписи точекЧЖ

Проектный Проектный

Пользователю предоставляется возможность расширить перечень слоев темы

проекта, добавив в тему какие-либо слои других карт рабочей ГБД. Данные слои могут быть использованы для заимствования данных для проекта или же как подложка для оформления графических разделов межевого плана - схемы расположения земельных участков или чертежа земельных участков и их частей.

2.5.Панель проекта

Панель проекта открывается по умолчанию при открытии любой темы проекта.

Данные на панели проекта представлены на следующих вкладках:

 кадастровая основа - содержит сведения ГКН об исходных земельных участках и их частях.

 тематическое содержание - содержит сведения об образуемых или уточняемых земельных участках и их частей.

 характерные точки границ - содержит сведения о существующих и новых границах и точках границ земельных участков и их частей, полученных в результате проведения кадастровых работ.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ

3.1.Использование данных из предыдущих версий ПК ЗО

В настоящей версии ПК ЗО возможно использование любых геоинформационных
баз данных (ГБД), созданных предыдущими версиями ГИС ObjectLand. Например, можно
использовать ГБД, которые применялись в предыдущих версиях ПК ЗО. Для
использования такой ГБД, ее необходимо обновить. Обновление ГБД выполняется
командой меню ГБД+Обновить. Помните, что при обновлении файлы ГБД будут
обновлены «на месте», поэтому советуем предварительно архивировать ГБД в формате
более ранних версий.

Для использования сведений по земельным участкам или сведений о единицах кадастрового деления необходимо в одной из тем проекта подключить соответствующие слои необходимой карты рабочей ГБД.

3.2.Использование данных проекта при формировании межевого плана

Для формирования межевого плана используются следующие данные, вносимые в
проект.

Лекция № 16

Тема 2.4

Создание компьютерных землеустроительных планов и карт; обзор средств, обеспечивающих создание ГИС и ЗИС в землеустроительном производстве

4. ПРИМЕРЫ ПОДГОТОВКИ МЕЖЕВОГО ПЛАНА

4.1.Раздел земельного участка

4.1.1. Исходная ситуация

Требуется подготовить межевой план в результате проведения кадастровых работ по образованию двух земельных участков путем раздела.

Исходный земельный участок имеет уточненные сведения о местоположении границы.

Имеется выписка из ГКН на уточненный участок, а так же результаты кадастровых
работ.

Общий план действий следующий:

 Создание проекта

 Ввод сведений об исходных участках
 Ввод сведений об образуемых участках
 Подготовка графической части для печати
 Формирование межевого плана для печати

4.1.2. Создание проекта

Подготовка межевого плана начитается с создания нового проекта (Рис. 4-1).

Рис. 4-1. Главное окно системы

Для создания нового проекта необходимо в главном окне выделить компоненту «Проекты» и выполнить операцию добавления (меню Правка+Добавить), в результате чего откроется окно мастера добавления проекта (Рис. 4-2).

Рис. 4-2. Мастер добавления проекта

Новый проект можно создать на основе любого из существующих проектов. Для этого надо воспользоваться командой меню Правка+Копировать. В этом случае вся информация из выбранного проекта будет скопирована в создаваемый проект.

По завершению работы мастера новый проект будет добавлен в список проектов, в панели списка будут отображены компоненты проекта: карта, схема расположения и чертеж (Рис. 4-3).

Рис. 4-3. Компоненты проекта

Необходимо указать общие сведения о межевом плане (Рис. 4-4), выполнив команду Свойства из меню Правка.

Рис. 4-4. Свойства проекта

4.1.3. Использование подключаемых слоев проекта

При необходимости к проекту можно подключить дополнительные слои для отображения единиц кадастрового деления или слоя с учтенными земельными участками, или какой-либо иной слой, имеющийся в рабочей ГБД (например, растровый).

Ниже приведен пример использования в теме «Схема расположения» слоя кадастровых кварталов в качестве подключаемого.

В главном окне необходимо выделить текущий проект (Рис. 4-3) и открыть тему «Схема расположения».

Лекция № 17

Тема 2.5

Место геоинформационных систем в информационном обеспечении земельного кадастра и землеустройства; цель, задачи, принципы и технология разработки и применения ГИС и ЗИС в земельно-кадастровых и землеустроительных действиях.

Место и значение ГИС в системе кадастра недвижимости /2005

ГИС-технологии используются в системе Государственного земельного кадастра (ГЗК) России давно и достаточно широко. Работы с применением ГИС выполняются в рамках Федеральной целевой программы создания автоматизированной системы Государственного земельного кадастра, а также в ряде международных проектов.

Однако большой проблемой является то, что проекты создания геоинформационных систем отличаются большим разнообразием и несогласованностью. В разных системах и регионах используются решения на разных ГИС-платформах: ESRI, MapInfo, Intergraph, ObjectLand.

Сложилось впечатление, что внедрение ГИС в систему земельного кадастра России не оправдало ожиданий. Почему это произошло? На наш взгляд, причин тут несколько.

Во-первых, изначально была недооценена важность пространственных данных и функций ГИС для решения задач кадастра. Пространственные данные имели вторичный характер по сравнению с техническими и правовыми характеристиками. В связи с этим возникала недооценка требований к точности позиционирования и взаимному положению (топологии) участков. Эти требования расценивались как избыточные, удорожающие кадастровый учет.

Во-вторых, для полноценной работы кадастровых органов кроме кадастровых данных о земельных участках необходимо использовать и разные данные об окружающих объектах, которые не имеют прямого отношения к кадастру – топографические карты, планы городов, информация о зонах. Понятно, что кадастровые органы не могли самостоятельно обеспечить полноценное создание и обновление карт, а существующая инфраструктура пространственных данных (Роскартография и другие ведомства) не могла обеспечить потребности кадастровой службы в актуальных картах.

В-третьих, процесс разработки, внедрения и сопровождения ГИС в государственном масштабе является весьма ресурсоемкой задачей, требующей серьезного финансирования и кадрового обеспечения, которых не оказалось в нужное время.

Иными словами, кадастровые органы не имели стимула и возможности развивать собственную современную инфраструктуру ГИС.

В результате, ГИС в системе ГЗК стала играть роль вспомогательной информационно–справочной системы, в которой уникальные возможности ГИС практически не используются.

Тем не менее, такая отчасти кризисная ситуация приводит к тому, что любое усиление требований к качеству кадастровых данных и процедурам их обработки неизбежно приведет к усилению роли и значению ГИС в системе кадастра недвижимости.

Сегодня в России и СНГ мы наблюдаем процесс серьезной переоценки роли и места ГИС в кадастровых системах.

Это наглядно проявляется в обилии работ и проектов, ведущихся в странах СНГ и Восточной Европы:

• активно разворачиваются национальные проекты модернизации кадастровых информационных систем в России и Казахстане;
• инициированы крупные международные проекты Мирового Банка. Начались или находятся в стадии подготовки проекты в Сербии, Хорватии, Болгарии, России, Украине, Азербайджане, Молдавии, Киргизии;
• в России начаты работы по созданию национальной инфраструктуры пространственных данных;
• активно создаются муниципальные и корпоративные системы учета и управления недвижимостью (Москва, Газпром, Транснефть, Сургутнефтегаз и др.), соизмеримые по масштабам с национальными системами.

Причиной такой активности являю революционные изменения в сфере отношений с недвижимостью: представление о земельном участке, как об объекте недвижимости, и вовлечение земли и недвижимости в интенсивный рыночный оборот.

Главной особенностью сложившейся сегодня ситуации является ужесточение требований к процессам и технологиям учета и управления недвижимым имуществом с интенсивным использованием пространственных данных.

Причины востребованности ГИС

Происходят серьезные изменения в системах государственного кадастрового учета, регистрации прав и налогообложения недвижимости:

• Расширена сфера кадастрового учета. Осуществляется переход к единому кадастровому учету земельных участков, зданий, объектов лесного, водного кадастров, кадастра недр. Это ведет к многократному увеличению количества и сложности объектов учета.
• Изменяются принципы налогообложения земли и недвижимости. С 2006 г. налоги будут исчисляться на основании базовой кадастровой стоимости объекта – необходимо провести кадастровую оценку и упорядочить сведения по огромному числу объектов на всей территории России.
• Ужесточены требования к государственной регистрации прав на недвижимое имущество. Кадастровый учет земельных участков стал необходимым условием проведения регистрации прав, а кадастровый план объекта обязательно должен быть предоставлен в составе пакета документов на государственную регистрацию прав.
• Ужесточены требования к проведению землеустроительных работ и описанию земельных участков, требования к топологии объектов (учет смежеств) и функциям пространственного анализа, необходимым для установления сервитутов и учета зон регулирования права.
• Введены новые требования учета основных средств. На балансовом учете предприятия могут находиться только основные средства – объекты недвижимости, которые прошли процедуру государственной регистрации прав.
• Изменяется порядок установления бессрочного пользования землей: стимулируется учет земельных участков крупных компаний.
• Развивается рынок недвижимого имущества. Активизировались процессы купли, продажи, аренды недвижимого имущества. Это требует детального описания объектов, согласования границ собственности, определения зон ограничения действия прав и ответственности.

Все перечисленные изменения ведут к росту сложности и объемов пространственной информации, связанной с объектами учета. Как следствие, многократно возросли требования к функциональности учетных кадастровых систем, удовлетворить которые можно только с использованием ГИС.

Лекция № 18

Тема 2.5

Место геоинформационных систем в информационном обеспечении земельного кадастра и землеустройства; цель, задачи, принципы и технология разработки и применения ГИС и ЗИС в земельно-кадастровых и землеустроительных действиях.