Cтатьи и комментарии

Автоматизированные технологии изысканий и проектирования №4 - 5 2002

Оперативная обработка кадастровых данных

А.Г. Демиденко (ЗАО КБ "Панорама") В 1989 г. окончил факультет прикладной математики Харьковского ВВКИУРВ им. Н.И. Крылова. В настоящее время — заместитель генерального директора ЗАО КБ "Панорама" по научной работе. Кандидат техническихнаук.

Топографо-геодезические изыскания проводятся в интересах различных производственных отраслей: мониторинг инженерных коммуникаций, создание и ведение кадастра, архитектура, строительство и т.д. Одной из основных задач геодезии является точное определение на земной поверхности опорных геодезических точек (пунктов), необходимых для топографических съемок, выносов проектов в натуру и других работ, связанных с геодезическими измерениями на местности. На практике эта задача сводится к нахождению по результатам полевых измерений численных значений координат, вычисленных в той или иной системе. Кроме определения координат элементов ситуации выполняется составление топографических крупномасштабных планов.
Одним из способов создания топографических планов является съемка местности полярным способом. В зависимости от целей и типа применяемого прибора полярная съемка делится на теодолитную и тахеометрическую. Теодолитная съемка - это измерения на местности, дающие возможность составить план этой местности с изображением на нем элементов ситуации. Тахеометрическая съемка - это измерения на местности, дающие возможность составить план этой местности с изображением на нем элементов ситуации и рельефа.

Существующая технологическая схема получения топографических планов включает съемку местности, вычисление и уравнивание координат, обработку результатов полевых измерений и нанесение их на план местности в соответствии с условными знаками и, наконец, векторизация (получение цифровой карты).

В зависимости от типа используемых приборов геодезисты выполняют различное количество операций для получения набора координат, описывающих плановое положение элементов ситуации. Оборудование, с которым работают специалисты при выполнении изысканий можно условно разделить на три типа. Это традиционные (оптические) геодезические инструменты, цифровые геодезические инструменты и аппаратура GPS. Наиболее точную информацию о координатной привязке можно получить с помощью GPS-приемников, но это дорогостоящая аппаратура и не каждая организация в состоянии приобрести ее. Для выполнения расчетных задач по вычислению и уравниванию полученных координат существует огромное количество программных продуктов, но вопрос о поддержании всей технологической цепочки: от полевых измерений, до создания планов и ведения кадастрового учета земель, выполняется далеко не всеми ГИС.

Большинство организаций, выполняющих работы по топографо-геодезическим изысканиям, используют компьютер как мощный и удобный калькулятор, существенно сокращающий время на получение определенного количества отчетных документов, но совершенно не заботясь о систематизации и учете полученной информации с целью её повторного использования. Такое нерациональное использование вычислительных мощностей обусловлено отсутствием в таких организациях единой технологической цепочки по обработке полевых измерений. Сейчас этот вопрос становится более актуальным по причине того, что организации-исполнители обязаны теперь поставлять картографические данные в электронном (цифровом) виде. Следовательно, вопрос о координировании действий участников процесса топографо-геодезических изысканий, создания топографических планов и кадастрового учета земель тесно увязывается с вопросом единого информационного и программного пространства. Для единого информационного пространства важен формат обмена информацией между сторонними организациями. Единое программное пространство также важно, но наибольшую остроту этот вопрос имеет в пределах одной организации, когда все виды работ выполняются в единой программной среде, и нет необходимости затрачивать время на конвертирование информации.

Полнофункциональная, профессиональная ГИС "Карта 2000" является мощным инструментом по созданию и использованию цифровых карт совместно с дополнительной информацией из баз данных. Она позволяет выполнять все процессы, связанные с обработкой данных топографо-геодезических изысканий, созданием топографических планов и ведением кадастрового учета земель, в едином программном ядре.

Но инструментарий, каким бы мощным он не был, малоэффективен без технологической схемы выполняемых работ. Предлагается следующая технологическая цепочка:

  • Создание (обновление) единого электронного классификатора объектов местности. Классификаторы разрабатываются на каждый масштаб отдельно, в соответствии с размерами условных знаков и правил генерализации. Кроме того, в классификаторе указываются дешифровочные признаки элементов ситуации.
  • Выполнение полевых работ. При выполнении съемки местности необходимо присваивать дешифровочные признаки всем пикетам топографо-геодезических изысканий.
  • Обработка полевых измерений с целью получения координат элементов ситуации и нанесение их на оперативный цифровой план (дежурная кадастровая карта), с одновременным автоматическим контролем качества: плановое положение, совместимость атрибутов и многое другое.
  • Создание по пикетам полнообъектового цифрового плана.
  • Выдача отчетов: план участка, межевое дело в целом, отчеты в формате ЕГРЗ и др.
  • Создание зарамочного оформления и печать топографических планов.
  • Передача информации в цифровом виде внешним потребителям в согласованном формате, например: SXF, MIF/MID, DXF, SHP, ASCII.

Описанная технологическая схема является каркасной, конкретные элементы выполняемых операций, необходимо разработать дополнительно.

ГИС "Карта 2000" позволяет решать большинство задач по обработке данных полевых измерений: уравнивание теодолитного хода, решение прямых задач, решение обратных задач с одновременным вычислением площади, решение геодезического треугольника на плоскости и др. (рис. 1) В ходе выполнения расчетов производится документирование результатов вычислений, в соответствии с требованиями оформления межевых дел (рис 2.), и нанесение их на цифровую карту (рис. 3). Ввод данных может проводится как в ручном (аналоговые приборы), так и в автоматизированном (цифровые приборы) режимах. Данные полученные с помощью GPS-приемников или вычисленные в других программах наносятся на карту в режиме геокодирования баз данных или загрузки из текстового файла.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Для получения цифрового плана недостаточно просто знать плановое положение элементов ситуации, необходимо указать их тип и характеристики, а также нанести поясняющие подписи. Гис "Карта 2000" позволяет значительно автоматизировать эти процессы за счет применения единого электронного классификатора объектов местности, который настраивается пользователем на конкретный масштаб и район работ. Используя операции выделения, пикеты съемки можно группировать о по их кодам, дешифровочным признакам и расстоянию друг от друга. Выделенные пикеты можно автоматически объединять в линии и полигоны. Применение сглаживания метрики позволяет добиться необходимой плавности форм объектов. При наличии у объектов информации о рельефе местности (абсолютной высоты), выполняется автоматическое создания горизонталей. Трудоемкая операция по оцифровке насыпей и откосов, сводится к векторизации верхней и нижней кромок насыпи. Оформление насыпей, в соответствии с условными знаками, выполняется автоматически. (рис. 4) На завершающей стадии создания цифрового плана выполняется автоматизированный контроль корректности и топологичности картографической информации.

Для более точного определения площадей (основная проблема кадастровой съемки) предлагается выполнять съемку не только поворотных точек участка, но характерных точек рельефа на границе и внутри участка. По результатам измерений строится матрица высот (GRID-поверхность) с шагом (дискретом) достаточным для точного определения площади. Например, для участка площадью 1 га, расположенного на равнине или на "ровном" склоне, достаточно снять только граничные точки, а для точного определения площади участка на сильно пересеченной местности, необходимо выполнить съемку точек рельефа (вершины, основания, дно, бровка) в количестве достаточном для передачи всех форм поверхности участка. Но даже при грамотно выполненной съемке, можно неверно вычислить площадь участка, если некорректно задать дискрет матрицы, при ее создании. Естественным является желание уменьшить дискрет для передачи всех форм рельефа, но необходимо учитывать, что уменьшение дискрета приводит к увеличению размеров матрицы. При наличии матрицы высот площадь участка считается как сумма наклонных элементарных площадок, кратных дискрету матрицы, находящихся внутри участка, граничные элементарные площадки являются неполными.

Одним из крупных потребителей оперативной топографо-геодезической информации являются земельные кадастровые палаты. В последнее время активно внедряется автоматизированный учет земельных участков. Гис "Карта 2000" имеет полную совместимость (информационную, программную) с программным продуктом "Земля и Право", который выполняет практически весь спектр функций земельного учета: ведение Единого Государственного Реестра Земель (ЕГРЗ), создание аналитической и статистической отчетности, ведение дежурной кадастровой карты и др. . В связи с постоянным меняющимися требованиями по формированию документов разработана методика формирования настраиваемых отчетов на основе использования шаблонов для системы Microsoft Office. Суть методики заключается в том, что вся кадастровая информация об участке разделена на элементарные логические разделы, например: адрес участка, фамилия владельца, правоустанавливающая документация и т.п.. Каждому такому логическому разделу присвоено уникальное имя. Все что требуется от пользователя, так это указать в шаблоне документа в нужном формате имя раздела. Программа автоматически при создании отчета по такому шаблону заменит имена логических разделов на соответствующую информацию из баз данных или семантической информации из карты.