Способ создания картографо-геодезической основы земельного кадастра
METHOD FOR CREATING CARTOGRAPHIC AND GEODETIC BASIS OF LAND CADASTRE

Изобретение относится к области фотограмметрии и геодезии и может быть использовано при проектировании, разработке и создании картографо-геодезической основы земельного кадастра и картографо-геодезическом обеспечении высокоточного картографирования территорий и локализации местоположения объектов местности. Картографо-геодезическая основа является базовой геопространственной информацией от точности и актуальности которой зависит создание практически всех видов топографических карт, планов и геодезической локализации объектов местности с определением их характеристик под требования потребителей.
Наиболее высокие требования к точностным характеристикам картографо-геодезической основы предъявляются потребителями кадастровой деятельности и, особенно, при геодезическом обеспечении и картографировании земельных участков застроенных территорий, отнесенных к землям населенных пунктов и сельскохозяйственного назначения для ведения личного подсобного хозяйства, огородничества, садоводства, индивидуального гаражного или индивидуального жилищного строительства. В соответствие с действующим нормативным правовым актом (Приказом Росреестра от 23.10.2020 №П/0393 "Об утверждении требований к точности и методам определения координат характерных точек границ земельного участка, требований к точности и методам определения координат характерных точек контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке, а также требований к определению площади здания, сооружения, помещения, машино-места») предъявляются следующие требования к точности местоположения характерных точек (табл.).
Для определения координат (местоположения) характерных точек, под которыми понимаются точки (места) изменения направления линии (контура) границы земельного участка, используются различные способы, среди которых выделим известный способ создания геодезической основы земельного кадастра (Дехканова Н.Н. «Геодезическая основа кадастра. Использование геодезического метода и метода спутниковых геодезических измерений» - журнал Программного центра от 18.03.2016 - http://pbprog.ru), основанный на применении геодезических и спутниковых геодезических измерений. Используя в качестве исходных данных координаты пунктов государственной геодезической сети путем геодезических теодолитных и тахеометрических измерений и последующей математической обработкой полученных результатов выполняют построение специальной геодезической сети (опорной межевой сети) земельного кадастра, которая обеспечивает посредством аналогичных геодезических измерений и обработки определение координат характерных точек площадных земельных участков. Для нахождения координат этих точек могут использоваться и спутниковые, геодезические измерения, аппаратура, программы обработки, созданные для известных глобальных спутниковых систем определения положения GPS и/или ГЛОНАСС и, в частности, в целях повышения точности с регистрацией измерений двумя мобильными приемниками радиосигналов спутниковой аппаратуры (RU 2249179 С1, 27.03.2005). Известный способ требует использования специальной геодезической аппаратуры с проведением длительных технологических работ в полевых условиях, однако он обеспечивает создание геодезической основы земельного кадастра с удовлетворением требований к точности определения координат характерных точек. К недостатку способа следует отнести то, что он не всегда позволяет идентифицировать местоположение характерных точек и их форму на фотографическом (картографическом) плане земельного участка. Наличие этого недостатка приводит к несовпадению и пересечению границ участков геодезической основы с изображение границ идентичных участков на картографической основе.
Также известен способ создания картографической основы земельного кадастра (Тарарин А.М. «Картографическая основа кадастра: история создания, цели и требования». Вестник СГУГиТ, Том 22, №1, с. 132-141. 2017 г.), основанный на изготовлении кадастровых топографических планов и включающий анализ пригодности ранее составленных планов, аэрофотосъемку, изготовление фотопланов их дешифрирование и составление планов на застроенные территории (городов, поселков и других застроенных земельных участков) в масштабах 1:500 - 1:2000. После анализа ранее изготовленных планов производят локальную фотосъемку только тех локальных участков территории, на которых произошли качественные и/или количественные изменения объектов местности (RU 2243504 С1, 27.12.2004). Изготовление на эти участки фотопланов, состоящих из нескольких фотоснимков выполняют с использованием автоматической сшивки каждой пары изображений фотоснимков (RU 2384882 C1, 20.03.2010). Созданные фотопланы и топографические планы служат в качестве картографической основы земельного кадастра (Акулова Е.А. «Применение картометрического метода при производстве кадастровых работ». Интерэкспо ГЕО-Сибирь, Том 3, №2, с. 29-36. 2014 г.) и могут использоваться для картометрического определения местоположения характерных точек земельных участков со средней квадратической ошибкой (m=0,0005 м) в масштабе фотоплана (топографического плана), что соответствует для масштабов 1:500 - m = 0,25 м; 1:1000 - m = 0,50 м; 1:2000 - m = 1,00 м. Сравнение этих точностных характеристик с требуемой точностью определения местоположения характерных точек (табл.) показывает, что картометрический способ не обеспечивает нормативную точность определения положения точек границ земельных участков застроенной территории и может использоваться только для территорий общего сельскохозяйственного назначения, лесного и водного фондов.
В качестве аналога, наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению и объединяющего по содержанию картографическую и геодезическую основу, выбран способ информационного наполнения публичной кадастровой карты (Хлебникова Е.П., Мирошникова О.А. «Анализ информационного наполнения публичной кадастровой карты по регионам Российской Федерации». Вестник СГУГиТ, вып.2 (34), с. 127-142, 2016 г.), включающий получение данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и использование специализированных программных продуктов их обработки, создание фотопланов и цифровых топографических планов в системе координат, установленной для ведения государственного кадастра недвижимости, формирование по координатам характерных точек контурной части (границ) земельных участков и визуальное совместное и/или отдельное отображение границ участков, фотопланов, данных ДЗЗ и реестровых данных по объектам недвижимости в виде открытой публичной информации, не содержащей сведений, отнесенных к государственной тайне. Картографо-геодезической основа земельного кадастра представлена на интернет ресурсе Росреестра «Публичная кадастровая карта» с обеспечением в режиме онлайн получение неточных, приблизительных сведений о границах, площади земельных участков, координатах объектов (характерных точек) местности, формируемых на основе Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН). При этом для размещения на публичном интернет ресурсе выполняется пересчет векторного слоя земельных участков из местных и условных систем координат в равноугольную цилиндрическую проекцию Меркатора в системе координат WGS-84 с обновлением геодезических данных публичной кадастровой карты и ее автоматизированной публикацией на портале Росреестра (https://pkk.rosreestr.ru/#/search/) (RU 2013613021, 20.06.2013). Рассматриваемый способ значительно повышает уровень доступности к информационным картографо-геодезическим и кадастровым сведениям, однако в нем реализована совокупность технологических операций с присущими недостатками известных и вышеизложенных аналогов изобретения. Совокупность выполняемых операций включает выбор аэросъемочных материалов, их сшивку, геодезическое и/или фотограмметрическое определение координат и вычисление по ним площади земельного участка с внесением сведений о координатах и площади в ЕГРН. Используемая совокупность операций и полученные результата не решают основную техническую проблему достоверности информационных сведений ЕГРН, которая определяется корректностью и точностью построения картографо-геодезической основы земельного кадастра.
Актуальность технической проблемы информационной достоверности сведений земельного кадастра широко обсуждается с анализом проблемных недостатков научной общественностью и специалистами кадастровой деятельности (Беклемишева Т.А., Калиниченко Л.В., Лапшин В.Д. «Выявление реестровых ошибок публичных кадастровых данных на примере города Новосибирска с помощью программных комплексов Qgis и Mapinfo». Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2020. - Т. 7, №2. - С.121-126. Тарарин A.M. «Актуальные вопросы определения координат характерных точек границ земельных участков фотограмметрическим методом» Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. Т. 63. №2. 2019, с. 217-225). На основании анализа обосновывается вывод, что публичная кадастровая карта представляет из ЕГРН сведения на уровне информационно-справочной информации, не отвечающей требованиям достоверности местоположения земельных участков. Из проведенного анализа сведений о земельных участках на 17.01.2019 установлено, что более 39% сведений не имеют требуемого координатного описания границ. При этом границы земельных участков, учтенных в ЕГРН, часто не совпадают с ограждениями участков населенных пунктов, частных владений и других застроенных территорий. Правообладатель земельного участка может заказать выписку из ЕГРН и получить официальную информацию о метрических характеристиках участка, представляемых в виде площади и координат характерных точек. Однако правообладатель не может проверить достоверность этой информации, так как у него отсутствуют специализированные программно-технические средства и профессиональные способности определения координат характерных точек по которым вычисляется площадь участка.
Известные предлагаемые способы улучшения достоверности информационных сведений о земельных участках основываются на повышении профессиональной подготовки кадастровых инженеров и совершенствовании путей более точного геодезического и фотограмметрического определения координат характерных точек, и в последствии с использованием координат вычисление площади земельных участков. Вместе с тем использование этих способов не исключает субъективные и инструментальные погрешности в пересчетах систем координат, корректности опознавания характерных точек, выполнении измерений и вычислении координат точек, что приводит к не достоверному определению границ и площади земельных участков, и требует поиска новых способов решения данной проблемы.
Целью изобретения является повышение достоверности сведений о земельных участках путем улучшения качества картографо-геодезической основы созданием геоинформационного реестра, обеспечивающего корректное определение местоположения характерных точек, границ и площадей земельных участков.
Сущность изобретения заключается в том, что в предложенном способе, включающем выделение на публичной кадастровой карте земельных участков застроенных территорий местности, имеющих географическое название или собственное наименование, нанесение границ каждого выделенного участка застроенной территории (ВУЗТ), выбор на ВУЗТ изображений наилучшего изобразительного качества и актуальности, полученных аэрокосмическими средствами дистанционного зондирования Земли, нахождение взаимно соответствующих связующих точек в зоне перекрытий изображений, определение элементов преобразования изображений для их сшивки в установленном стандартном масштабе картографической основы, сшивка изображений в единую растровую модель отдельно для каждого ВУЗТ, определение координат характерных точек границ ВУЗТ с уточнением известных координат характерных точек границ земельных участков, входящих в состав ВУЗТ в принятой нормативной системе координат и точности для земельного кадастра, создают геоинформационный реестр, состоящий из фототеки изображений характерных точек и формуляра метрических характеристик земельных участков.
Составные части геоинформационного реестра заполняют новой фотографической и метрической информацией земельного кадастра, полученной предложенными технологическими операциями и порядком их выполнения, что обеспечивает реализацию альтернативных путей определения характерных точек, границ и площадей земельных участков.
Фототеку изображений характерных точек формируют путем наземной и/или воздушной фотосъемки мест расположения точек в виде квадратного фотоабриса с расположением точки в центре квадрата со стороной на местности в 1.5-2.0 м., при невозможности идентификации отдельных характерных точек из-за несовпадения их с контурными точками, перед фотосъемкой выполняют маркировку этих характерных точек и измерение отрезков от маркировочной отметки до ближайших трех контурных точек. На заключительном этапе составляют описание мест расположения, внешнего вида характерных точек и тех контурных точек с измеренными отрезками, которые обеспечивают идентификацию характерных точек, несовпадающих с контурными точками.
Формуляр метрических характеристик земельных участков составляют посредством измерений и/или определений отрезков, соединяющих характерные точки по замкнутой линии многоугольников границы земельных участков и отрезков, являющихся диагоналями многоугольников. При этом каждый земельный участок в формуляре представляют геометрической фигурой, ограниченной замкнутой ломанной линией, образующей многоугольник, разделенный диагоналями на отдельные треугольники с измеренными и/или определенными сторонами и обеспечивающими аналитический расчет площади земельного участка. А измерение отрезков, являющихся сторонами и диагоналями земельных участков выполняют геодезическими и дальномерными приборами и/или фотограмметрическими методами, а при известных и уточненных координатах характерных точек определяют аналитически, посредством сравнения измеренных отрезков между ними с отрезками, вычисленными с использованием известных координат этих точек.
Фототеку изображений характерных точек и формуляр метрических характеристик земельных участков объединяют и документируют в геоинформационном реестре в цифровом виде и представляют на публичной кадастровой карте с организацией в режиме онлайн совместного рассмотрения, а при необходимости и корректировки информационных сведений о земельных участках с правообладателями.
Предложенная совокупность операций, порядок их выполнения с формированием новой фотографической и метрической информации обеспечивают однозначное определение местоположения как характерных точек, так и точек, не совпадающих с контурными точками, а также границ и площадей земельных участков, что повышает достоверность сведений о земельных участках. Кроме этого изобретение обеспечивает в режиме онлайн информирование правообладателя не только о величине площади, но и о реальных размерах отрезков, составляющих периметр земельного участка и его диагоналей. Эти метрические характеристики позволяют правообладателю самостоятельно с использованием простейших измерительных средств (рулетки, лазерной рулетки) и калькулятора, без привлечения специализированных геодезических и фотограмметрических средств и специалистов, проверить их достоверность и при необходимости уточнить, откорректировать, а при внесении изменений в нормативно-правовые документы и согласовать на официальном уровне в режиме онлайн. Из чего можно заключить, что реализация изобретения повышает достоверность сведений о земельных участках с ее проверкой правообладателями и может обеспечить сокращение сроков метрического описания и учета земельных участков застроенных территорий.
Сущность изобретения поясняется графическими изображениями. На фиг.1 представлен вариант выделенного участка застроенной территории с отображением покрытия его аэрокосмическими материалами, на фиг.2 показано определение фотографических и измеренных параметров для формирование фототеки изображений характерных точек, а на фиг.3 отображено получение основных данных для составления формуляра метрических характеристик земельных участков.
На фиг.1 показаны границы ВУЗТ 1, изображения, полученные аэрокосмическими средствами ДЗЗ 2, связующие точки в зоне перекрытий изображений ДЗЗ 3, характерные точки границ ВУЗТ 4, характерные точки границ земельных участков, входящих в состав ВУЗТ 5.
На фиг.2 представлены изображения характерных точек 5, местоположение характерных точек в виде фотоабрисов 6, маркировочная отметка характерной точки, не совпадающей с контурной точкой 7, отрезок от маркировочной отметки до ближайшей контурной точки 8, контурная точка 9, которой может являться поворотный столб ограждения земельного участка 10 не совпадающего с его границами.
На фиг.3 изображены характерные точки 5 для двух вариантов, сформированных многоугольных земельных участков, замкнутая ломанная линия, образующая многоугольники 11, диагонали многоугольников 12, разделяющие их на треугольники 13, стороны треугольников, входящие в состав четырехугольника а, b, с, е, вершины А, В, С, D и диагональ четырехугольника d.
Создание картографо-геодезической основы, обеспечивающей повышение достоверности информационных сведений земельного кадастра, производится следующим образом.
На публичной кадастровой карте выделяют ВУЗТ, наносят границы каждого ВУЗТ 1 (фиг.1), который относится к населенному пункту, садоводческому товариществу, индивидуальному жилищному строительству или другой застроенной территории. На каждый ВУЗТ выбирают изображения наилучшего изобразительного качества и актуальности, полученные аэрокосмическими средствами ДЗЗ 2. Наличие объемных фондов аэрокосмической информации и систематическое проведение аэросъемки, и особенно, космической съемки, позволяет для каждого ВУЗТ осуществить поиск материалов ДЗЗ с выбором изображений наилучшего изобразительного качества и актуальности из имеющихся в наличии. В исключительных случаях при отсутствии для отдельных ВУЗТ качественных и актуальных материалов выполняют аэрофотосъемочные работы с применением пилотируемых и/или беспилотных летательных аппаратов. В зоне перекрытий изображений находят взаимно соответствующие связующие точки 3 и после определения элементов преобразования изображений, выполняют сшивку изображений в единую одномасштабную бесшовную растровую модель для каждого в отдельности ВУЗТ. С использованием известных геодезических и/или фотограмметрических технологических операций и вычислений определяют координаты характерных точек границ ВУЗТ 4 и по имеющимся информационным сведениям ЕГРН публичной кадастровой карты уточняют известные координаты характерных точек 5 границ земельных участков, входящих в состав ВУЗТ в принятой нормативной системе координат и точности для земельного кадастра. При полученных и уточненных координатах характерных точек границ ВУЗТ и входящих в него земельных участков совмещают бесшовную растровую модель с графической информацией о характерных точках и границах земельных участков публичной кадастровой карты для каждого ВУЗТ.
Совокупность выше выполненных операций, уточняющих местоположение земельных участков и повышающих качество публичной кадастровой карты в локальных зонах, занятых ВУЗТ, дополняют созданием геоинформационного реестра, включающего фототеку изображений характерных точек и формуляр метрических характеристик земельных участков.
Фототеку изображений характерных точек 5 (фиг.2) формируют путем наземного фотографирования фотоаппаратом или фотокамерой и/или проведением воздушной фотосъемки, с использованием управляемых беспилотных летательных аппаратов, мест расположения точек с получением квадратного фотоабриса 6 с расположением точки 5 в центре квадрата со стороной на местности в 1.5-2.0 м. В практической кадастровой деятельности имеют место случаи, когда характерные точки не совпадают с контурными точками, что создает технологические сложности определения их местоположения и приводит к недостоверному установлению границ и площади земельных участков. Один из широко распространенных вариантов несоответствия характерной точки местоположению контурной точки представлен на фиг.2, где контурная точка 9, которой может являться поворотный столб ограждения 10 земельного участка не совпадает с характерной точкой, через которую проходит линия, формирующая реальные границы земельного участка. Так как характерная точка не является контурной, то она не распознается на местности и требует маркировочного обозначения для фиксирования ее изображения на фотоабрисе. Для обозначения такой характерной точки в качестве маркировочной отметки 7 может использоваться любой физический предмет квадратной, круглой формы (железная труба, деревянный столб и др.) или выделенный и покрашенный фрагмент места расположения точки размером или диаметром 4-6 см. по тону несовпадающие с фоном местности (белый, черный и др.), отображаемом вблизи (на расстоянии 1,5-2.0 м) от характерной точки. Закрепление маркировочной отметки на местности не может быть гарантировано на постоянной основе, поэтому выполняют измерение отрезков 8 от маркировочной отметки 7 до ближайших трех характерных точек, совпадающих с контурными точками 5. Измерение и сохранение измеренных значений отрезков до трех точек в описании при утрате маркировочной отметки обеспечивает нахождение местоположения характерной точки, несовпадающей с контурной точкой. Технологическая операция нахождения такой точки выполняется с использованием измеренных значений отрезков, линейной засечкой от трех характерных точек. В целях достоверного определения характерных точек не зависимо от времени, а при необходимости и для оперативной корректировки их местоположения составляют описание мест расположения, внешнего вида характерных точек, маркировочной отметки характерных точек, несовпадающих с контурными точками, измеренных отрезков, обеспечивающих идентификацию характерных точек, несовпадающих с контурными точками. Оформленное описание включают в состав фототеки изображений характерных точек.
Формуляр метрических характеристик земельных участков составляют на основе выявленной приоритетной геометрической формы формирования земельных участков на местности, которой является многоугольник и с учетом того, что чаще всего участок формируется в форме четырехугольника. При этом принято во внимание, что любой многоугольник состоит из треугольников. В этой связи формуляр метрических характеристик земельных участков составляют посредством измерений и/или определений отрезков 11, соединяющих характерные точки 5 по замкнутой линии многоугольников границы земельных участков и отрезков 12, являющихся диагоналями многоугольников (фиг.3). Варианты составления формуляра метрических характеристик для земельных участков, сформированных в форме четырехугольника и пятиугольника представлены на фиг.3. На земельных участках выполняют измерение отрезков 11, соединяющих характерные точки 5 по замкнутой ломанной линии, образующей многоугольники и отрезков 12, являющихся диагоналями многоугольников. Измерение отрезков, являющихся сторонами и диагоналями земельных участков выполняют геодезическими (тахеометр, лазерный дальномер) и дальномерными измерительными приборами (лазерная рулетка) в полевых условиях и/или фотограмметрическими методами с использованием аппаратно-программных средств цифровой фотограмметрической обработки перекрывающихся аэрокосмофотоснимков в камеральных условиях. Выбор технологической операции измерения определяется в зависимости от условий и технического, программного обеспечения. При известных и уточненных координатах характерных точек измерение отрезков может быть заменено аналитическим определением их, например, для отрезка b (фиг.3) по следующей формуле (1)
с
с
где х, у - координаты характерной точки В;
b
b
x, y - координаты характерной точки С.
ABCD
После измерения и/или определения отрезков 11, соединяющих характерные точки 5 по замкнутой линии многоугольников границы земельных участков и отрезков 12, являющихся диагоналями многоугольников выполняют нахождение площади земельных участков. Основу аналитического нахождения площади любого земельного участка, сформированного в геометрической форме многоугольника составляет формула определения площади треугольника. Так, например, площадь земельного участка, сформированного в форме четырехугольника (фиг.3), S определяют в соответствие со следующей аналитической зависимостью между площадью четырехугольника и сторонами треугольников, входящих в четырехугольник (2)
ABC
где S - площадь треугольника ABC;
adc
S - площадь треугольника ADC;
а, b, с, d, е - стороны треугольников.
Таким образом, в результате измерений и/или определений отрезков, соединяющих характерные точки по замкнутой линии многоугольников границы земельных участков и отрезков, являющихся диагоналями многоугольников обеспечивается достоверное нахождения площадей земельных участков. Кроме этого информация об измеренных отрезках обеспечивает решение задачи по уточнению известных координат характерных точек между ними, представленных в ЕГРН, путем сравнения измеренных отрезков с вычисленными по известным координатам. И если после сравнения расхождение превышает 0.1 м, то известные координаты характерных точек уточняются. По результатам предложенных и выполненных технологических операций вся совокупность полученных дополнительных информационных сведений о земельных участках оформляется в виде формуляра метрических характеристик земельных участков.
На заключительном этапе технического решения фототеку изображений характерных точек и формуляр метрических характеристик земельных участков документируют в цифровом виде и объединяют с формированием геоинформационного реестра, являющегося составной частью картографо-геодезической основы земельного кадастра, и представлением на публичной кадастровой карте с организацией в режиме онлайн рассмотрения, а при необходимости и корректировки информационных сведений о земельных участках с правообладателями. Правообладатель через интернет ресурс публичной кадастровой карты, дополненный геоинформационным реестром получает доступ не только к сведениям о площади и координатах земельного участка, но и к измеренным и достоверным размерам его границ, которые может самостоятельно измерить, например, с помощью металлической рулетки (погрешность десятиметровой рулетки составляет 0.4-0.5 мм). И если погрешности границ (реальных измеренных размеров отрезков), составляющих периметр земельного участка превышают 0.1 м, то правообладатель в режиме онлайн может уточнить и согласовать размеры каждой стороны границы, превышающей эту допустимую величину. После измерения диагонали или диагоналей земельного участка по формуле (2) вычислить и согласовать его площадь.
2
2
Выполненная практическая проверка предложенного технического решения на застроенной территории садоводческого товарищества с площадью земельных участков от 600 м до 1800 м показала его работоспособность и эффективность применения, заключающаяся в достоверности и оперативности определения размеров и площади участков с использование простейших измерительных (металлической рулетки) и вычислительных (калькулятора мобильного телефона) средств. Предполагается, что внесение изменений в нормативную и техническую документацию земельного кадастра по использованию существенных признаков изобретения откроет широкие возможности ускоренного определения характеристик земельных участков и их регистрационного учета.