7.2. Применение гис-технологий при создании электронных карт для целей земельного кадастра
Одна из важнейших частей земельно-информационных систем — кадастровые планы, карты и схемы. Поэтому правильный выбор графического редактора для работы является залогом успеха работы любой земельно-информационной системы.
Графический редактор как один из основных программных продуктов в земельном кадастре должен отвечать следующим требованиям:
1. Кадастровая и топографическая карты как сложные наборы графической информации должны обеспечивать: послойное деление, широкую цветовую гамму, большие возможности в визуализации объектов, обширный инструментарий для редактирования, площадные, линейные измерения, создание планов и карт в различных масштабах, способность сохранять большой объем информации, точную систему координат и т. д.
2. Интерфейс графического редактора должен быть простой, доступный, понятный и ориентирован на пользователей разного уровня.
3. Создаваемые карты должны при визуализации на экране и печати соответствовать принятым стандартам и нормативам.
Электронные карты в России создают, как правило, используя стандартный программный продукт для дешифрирования и последующего экспорта в ГИС. В большинстве регионов и муниципальных образований применяют разнообразные зарубежные программные продукты.
Примером может служить последовательное использование G e o g r a p h iс T r a n s f o r m e r и M a p I n f o.
Geographic Transformer предназначен для создания картографических изображений для GIS, систем автоматизированного проектирования и т. д. из аэрофотопланов, бумажных карт, спутниковых изображений. Данный программный продукт используют в Тульской области при формировании АС ГЗК. Посредством Geographic Transformer исходное изображение избавляют от искажений и иных неточностей, которые появляются вследствие сканирования. Кроме того, в Geographic Transformer можно увязать систему координат самого изображения с необходимой системой координат, а также создавать единые бесшовные карты. Работа в этой программе состоит из следующих этапов:
1-й: установление связи между исходными координатами самого изображения и исходными координатами карты, т. е. необходимо идентифицировать несколько контрольных точек с известными географическими координатами на исходном изображении (Geographic Referencing);
2-й: преобразование исходного растра в карту в нужной системе координат (Transformation). Для нескольких изображений есть возможность использования Geographic Transformer, т. е. преобразование ряда изображений в едином разовом процессе (рис. 7.1).
3-й: создание составной бесшовной карты из исходных изображений, которые должны иметь единую систему координат, разрешение, эквивалентные цветовые палитры (Mosaic). Созданная единая растровая карта является основой для дальнейшей работы в MapInfo (рис. 7.2).
В слоях карты, созданной в MapInfo, отражают следующую необходимую информацию:
атрибутивные данные для слоя «Улицы»: название улицы, тип улицы (переулок, улица, проспект, площадь), классификация (главная, второстепенная), технические характеристики;
атрибутивные данные для слоя «Земельный участок, объект недвижимости»: собственник, кадастровый номер, месторасположение (адрес), разрешенное использование, экономические характеристики объекта недвижимости;
атрибутивные данные для слоя «Инженерная инфраструктура»: информация о магистральных, распределенных, внутридворовых сетях, собственник, технические характеристики (материал, диаметр трубы, ширина, длина);
атрибутивные данные для слоя «Растительность»: вид (парк, газон и т. д.), собственник;
атрибутивные данные для слоя «Гидрография»: вид (река, озеро, пруд), природные характеристики, собственник;
атрибутивные данные для слоя «Сельскохозяйственные угодья»: вид, качественные характеристики, собственник, качественная оценка.
После формирования цифровой карты она может быть выведена попланшетно с зарамочным оформлением на плоттер как издательский оригинал. На принтер может быть выведен любой фрагмент цифровой карты в любом масштабе (рис. 7.3).
Технологический процесс создания цифровых картографических данных (рис. 7.4) включает:
1. Сканирование плана. В схеме не предусмотрено отдельное рабочее место, поэтому из-за небольшого количества материала целесообразнее выполнять.
2. Контроль качества растрового изображения. Возможно повторное сканирование.
3. Трансформацию растрового изображения в единую систему координат, которую осуществляет оператор цифровых планов. Возможны консультации с редактором, а эту операцию в других организациях в особо сложных случаях редактор выполняет трансформацию сам.
4. Предварительный просмотр растра, выяснение неясных ситуаций и в случае необходимости консультация с редактором (4а), который должен разъяснить все спорные проблемы, при необходимости возможна консультация со специалистами из других организаций служб и т. д. Возможно повторное сканирование (2), необходимо указать причины возврата.
5. Цифрование по растровому изображению осуществляют в соответствии с технологией.
6. Осуществление самоконтроля оператором.
7. Исправление обнаруженных ошибок.
8. Идентификацию векторных объектов цифрового плана и присвоение им атрибутивных данных.
9. Самоконтроль идентификации.
10. Исправление найденных ошибок.
11. Оформление цифрового плана.
12. Общую проверку (графики, идентификации и оформления плана) осуществляется оператором.
13. Исправление найденных ошибок. Оператор ответствен за ошибки, обнаруженные в ходе выходного контроля.
14. Осуществление выходного контроля цифрового плана редактором.
15. Исправление найденных ошибок и передача в архив.
16. Архив цифровых планов, который служит единственным местом хранения оригинальных цифровых планов М 1:2000.
Другой пример создания цифровых карт для целей земельного кадастра — комплексное использование в Республике Татарстан отечественных программных продуктов («Талка», «Фотоплан», «Панорама», «Карта 2000»):
«Талка» предназначена для создания ортофотопланов масштаба 1:10 000 по созданному маршруту;
«Фотоплан» создает фотопланы поселений по одиночному снимку масштаба 1:2000;
«Панораму» используют для дешифровки фотопланов и создания последующих слоев;
«Карта 2000» решает задачи по созданию, обновлению и подготовке кадастровых карт.
Программный комплекс «Талка» предназначен для создания цифровых фотопланов, ортофотопланов и фотосхем, а также цифровых моделей рельефа местности и векторизованных контуров объектов, т. е. метрической составляющей цифровых карт и планов, с использованием космических и аэрофотосъемочных материалов. Программа может быть использована для построения сшивки любых растров, например частей карты, для создания накидного монтажа, фотосхем, построения ортофотоплана для одиночного снимка при наличии не менее четырех опорных точек и известного рельефа (например, снятого с имеющейся карты), построения ортофотоплана в условной системе координат при отсутствии опорных точек, трансформации снимка по любому числу имеющихся точек с известными координатами.
Выходной продукцией «Талка» являются: цифровые модели рельефа местности; контуры объектов в формате DXF; контуры объектов с характеристиками (семантической нагрузкой) в формате MID-MIF; горизонтали в векторном формате (DXF, MID-MIF); цифровые фотопланы и фотосхемы; цифровые ортофотопланы; твердые копии фотопланов с зарамочным оформлением; твердые копии карт и планов. Программа «Талка» сама по себе не позволяет печатать продукцию, она выдает результаты в международных форматах, которые можно загрузить в другие программы. Печать производится из специализированных программ, таких, как CorelDraw или Photoshop.
Отечественная система электронных карт «Панорама» (НПК «Панорама») является системой управления базами данных электронных карт и предназначена для создания и обновления векторных, растровых и матричных карт, которые можно использовать: для ведения картографической базы данных; атрибутивной (семантической) базы данных; установления и поддержания связей между картографическими объектами и атрибутивными (семантическими) базами данных; ведения классификаторов и справочников; формирования и вывода отчетных, аналитических и презентационных материалов.
Графическая информация в «Панораме» может иметь растровую или векторную форму представления данных. Для векторных данных имеется возможность послойного представления. Набор информации может содержать до 255 слоев, каждый из которых содержит определенный набор векторных объектов (всего до 65 535 видов объектов). Наборы геообъектов образуют картографические композиции, которые отражаются принятыми условными знаками соответствующего масштаба. К каждому объекту может быть привязана определенная атрибутивная информация (до 65 535 характеристик).
Вся информация об условных знаках содержится в классификаторе, который может редактироваться пользователем. ГИС «Панорама» позволяет объединять отдельные номенклатурные листы в район (до 255 листов в одном районе).
При ведении картографической базы данных также решена проблема расположения частей одного объекта на нескольких планшетах, возникающая при ведении больших картографических баз данных.
Классификация объектов электронной карты, которую используют в Республике Татарстан, показана на рисунке 7.5.
Все объекты, составляющие электронную карту, по принципу пространственного описания разделены на 6 типов: площадные (полигоны); линейные (линии); точечные (растровые знаки); подписи (тексты); векторные (ориентированные точечные); шаблоны (сложные подписи).
Ввод атрибутивных данных осуществляется в поля таблиц, определяемые при создании или редактировании классификатора. Данные вводятся в трех режимах: после создания каждого объекта; после создания карты; путем редактирования ранее введенных
данных.
В процессе создания картографических композиции одновременно осуществляется генерализация данных.
Вся картографическая и семантическая информация хранится в обменном формате DXF, который в 4...6 раз компактнее аналогичных форматов хранения данных о местности в таких системах, как AutoCAD, ArcInfo. Возможна конвертация данных в обменные форматы других систем: F1, F20V, DXF, НР-GL/2, F20S, РСХ и т.д.
ГИС «Панорама» реализована в виде динамических библиотек с документированным интерфейсом, что позволяет использовать отдельные библиотеки в среде С++, Delphi, Visual, Basic , Visual FохРго и т. д.
Вместе с ГИС «Панорама« могут поставляться следующие дополнительные модули для решения некоторых прикладных задач:
система учета и регистрации землепользователей (СУРЗ), которая позволяет осуществлять ведение баз данных:
земельных участков с их основными правовыми характеристиками (обременение, ограничение на использование и т. д.) — реестр объектов земельных отношений;
собственников, владельцев и землепользователей земельных участков — реестр субъектов земельных отношений;
земельных отношений — реестр прав на земельные участки;
построение матрицы высот. Матрица может содержать высоты, характеризующие абсолютный или суммарный рельеф местности. Абсолютный рельеф строится на основе данных о поверхности земли, представленных горизонталями, отметками высот, урезами воды и т. д. Суммарный рельеф создается на основе абсолютного рельефа с учетом данных об объектах местности (леса, поселения, линии электропередач).
Матрица высот формируется на отдельный лист, район работ или участок местности. Отображение матрицы высот возможно в виде двух- или трехмерных представлений. Данная процедура служит основой для решения задач прогнозирования затопления и осушения территорий, проведения различных инженерных мероприятий;
комплекс «Геодезия». Это специализированный комплекс для решения прикладных задач и обработки данных полевых наблюдений. Он предназначен для автоматизированной обработки данных полевых геодезических работ и последующих вычислений, а именно для построения и уравнивания данных полигонометрических и теодолитных ходов. С помощью комплекса осуществляют:
автоматизированный ввод заранее подготовленных измерений теодолитного хода с экрана монитора;
уравнивание точек теодолитного хода;
отображение уравненного теодолитного хода на электронной карте;
ввод произвольных точек, привязанных к конкретным объектам карты, и построение расчетных точек методом прямой засечки;
создание новых объектов по уравненным и произвольно введенным точкам;
формирование отчетов по результатам уравнивания, где отражены названия и номера точек теодолитного хода, их откорректированные углы и координаты.
Все действия происходят в системе электронной карты и позволяют визуально отслеживать месторасположение реальных теодолитных ходов на местности, их полноту и корректность.
ГИС «Панорама» обеспечивает вывод изображения электронной карты в заданном масштабе, составе, размере на принтер как непосредственно из программы, так и из МS Windows в формате РСХ. Предусмотрена возможность вывода картографического материала на монохромный или цветной плоттер со стандартным зарамочным оформлением.
ГИС «Карта 2000» позволяет хранить пользовательские данные: метеоданные, сведения о перемещении транспортных средств, данные об условиях радиовидимости отдельно от карт местности, используя подмножество структуры векторных карт. Такой подход имеет следующие преимущества:
совместно с одной картой местности может одновременно отображаться любое число различных пользовательских карт со своими классификаторами;
пользовательская карта может отображаться совместно с растровыми и матричными картами;
одна и та же пользовательская карта может одновременно отображаться на разных картах местности и редактироваться разными пользователями;
пользовательская карта имеет свой классификатор, который не зависит от классификатора карты.
В качестве растровой карты может выступать сканированное изображение бумажной карты или фотоснимка. Кроме того, информацию о геометрии объектов можно получить в результате конвертирования данных из обменных файлов других ГИС и картографических систем. «Карта 2000» содержит конверторы информации практически из всех наиболее распространенных геоинформационных систем. Также данные о пространственном размещении объектов можно получить в результате выполнения расчета и уравнивания данных топографо-геодезических изысканий или загрузки информации из
СР8-приемников. Для нанесения на карту информации, накопленной пользователем в результате многолетнего труда и хранимой в таблицах баз данных, существует стандартная процедура геокодирования.
Атрибутивные данные в ГИС «Карта 2000» могут храниться в двух вариантах: в виде семантики объектов (совместно с координатным описанием) и в прикладных базах данных. Таблицы могут обрабатываться и накапливаться как внутри ГИС, так и стандартным программным обеспечением, к которому пользователь привык. При анализе необходимо только выполнить процедуру связывания записей в таблице базы данных и объектов на карте.