Использование геоинформационных технологий для ведения земельного кадастра

С.А. Субботин, А.В. Скворцов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА

Рассматриваются возможности геоинформационных технологий применительно к задачам автоматизации ведения земельного кадастра. Описывается реализация подсистемы земельного учета на базе геоинформационной системы ГрафИн.

На современном этапе земельные отношения в России претерпевают значительные изменения. Земля вновь становится объектом гражданского оборота и налогообложения. Распоряжение землей, т.е. переход прав на целые земельные участки или их отдельные части от одних землевладельцев к другим, начинает осуществляться по воле этих лиц без издания нормативных актов органов власти. Органы местной и государственной власти теряют информацию фискального характера о земле и не могут правильно исчислять и собирать плату за землю. Активизировался оборот очень большого числа мелких земельных участков, переданных в собственность гражданам для ведения садоводства и индивидуального жилищного строительства. Стали возникать межевые споры, которые невозможно разрешить цивилизованным путем из-за отсутствия в земельном кадастре сведений о местоположении на местности границ, разделяющих смежные земельные участки. Все это создало предпосылки для необходимости «зафиксировать» границы участков в земельном кадастре.

У общества в целом и у отдельных его граждан появилась потребность пересмотреть состав необходимых сведений и документов, содержащихся в земельном кадастре, а следовательно, и порядок его ведения, поддержания этих сведений и документов в актуальном состоянии.

Задача построения информационной системы земельного кадастра понимается следующим образом.

Предполагается иерархическое описание объектов с выделением уровней - субъект РФ (область, край, республика), муниципальное образование (город, район), кадастровый квартал, земельный участок. На каждом уровне определено информационное описание - цифровые модели местности (ЦММ) и базы данных (БД). Задачи управления землепользованием разделены на 2 группы:

- учет и регистрация;

- перспективное и оперативное управление.

Задачи учета и регистрации исторически появились в связи с фискальными интересами государства и потребностями рынка в правовой поддержке сделок с недвижимостью. Состав показателей описания земельных участков, необходимый для этого и зафиксированный Законом о земельном кадастре, минимален и непригоден для разумного управления. В настоящее время эти задачи поддерживаются органами ФСЗК, бюро технической инвентаризации (БТИ) и Минюста. Соответственно ведутся Государственный земельный кадастр, Государственный реестр прав и сделок по недвижимости, а также информационные ресурсы технического учета недвижимости БТИ.

Задачи перспективного управления решаются с привлечением органов управления сферы градостроительства и формированием документации градостроительного планирования развития территории на каждом из уровней управления (субъект РФ, муниципальное образование).

Управление землепользованием требует тесного согласованного взаимодействия органов управления земельными ресурсами и градостроительством.

Будем рассматривать традиционную структуру данных гео-информационной системы, в составе которой выделим взаимосвязанные картографическую и атрибутивную составляющие. Картографическая составляющая будет представлена слоями электронных карт - аналогов бумажных карт разного масштаба и тематического содержания, между которыми организуются оперативные взаимосвязи. Атрибутивную составляющую представляют алфавитно-цифровые табличные данные, связанные с каждым слоем карты и содержащие характеристики нанесеных на карту объектов. Геоинформационные системы (ГИС) обес-

печивает для всего собранного многообразия объектов удобный оперативный справочный режим доступа к данным, а также мощные средства пространственного анализа с использованием пространственных отношений между объектами.

В целом структура ГИС для ведения земельного кадастра территории может быть представлена совокупностью следующих блоков:

- цифровая топооснова;

- блок ведения земельного кадастра;

- подсистема обеспечения документооборота;

- прогнозно-аналитический блок.

Цифровая топооснова

Блок «Цифровой топоосновы» включает описание территории совокупностью электронных карт различных масштабов - от обзорных ЦММ М 1:1000000, 1:500000 на всю территорию, М 1:100000 - на территории районов, М 1:10000, 1:5000 - на территории городов и крупных населенных пунктов до М 1:2000, 1:500, необходимых для работы с земельными участками внутри населенного пункта. На обзорной карте субъекта Федерации предполагается наличие следующих тематических слоев: граница области (республики) и границы районов, водоемы (реки и озера), транспортные коммуникации, крупные населенные пункты (города, районные центры), слой рельефа (рис. 1).

На карте территории района должны присутствовать все вышеперечисленные слои, выполненные с соответствующей масштабу точностью, кроме того, все населенные пункты района, слой лесных массивов, сельскохозяйственных и других угодий, промышленных зон, природоохранных территорий и др. Карту населенного пункта должны составлять слои водоемов, зеленых насаждений, улиц, кварталов, жилых и нежилых строений и т.д.

Функциональные возможности ГИС позволяют наладить иерархические связи между картами всех масштабных уровней. Например, с обзорной карты области (республики) по контуру указанного района (или райцентру) можно перейти на более детализированную карту района, а с нее, в свою очередь, по символу населенного пункта - на карту указанного населенного пункта и т.д.

Остановимся подробнее на способах получения цифровой модели местности. При реализации кадастровых ГИС выявляются многочисленные недостатки существующего картографического материала. Поэтому практически на каждом масштабном уровне актуальна задача привлечения современных технологий для создания или обновления соответствующих карт и планов. Одним из наиболее эффективных и недорогих методов построения ЦММ является использование данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Большие надежды возлагаются на привлечение результатов космического мониторинга [1].

Рис. 1. Фрагмент космического снимка со спутника «Ресурс-01» в районе оз. Шира

НПО «Сибгеоинформатика» обладает опытом создания ЦММ с использованием высокодетальной космической съемки территорий населенных пунктов и отдельных участков незастроенных территорий. В 1998 г. при реализации проекта по управлению городской недвижимостью была создана ЦММ города Томска [2]. Работы велись на основе космических данных камеры высокого разрешения (КВР-1000). Камера данного типа обеспечивает разрешение 2 м, отдельный кадр покрывает участок местности около 1600 км2. Технологический цикл формирования цифровой модели местности на основе классического метода цифровой фотограмметрии включает:

- организацию собственно космической съемки;

- выполнение подготовительных работ по обрабатываемой территории (в основном связанных с построением модели рельефа и привязкой снимка);

- сканирование негатива и компьютерную обработку изображения;

- ортофототрансформирование;

- оцифровку (векторизацию) ортоизображения;

- проверку топологической корректности векторных данных;

- полевые работы по уточнению модели и сбору недостающих данных.

Условием совместного эффективного использования ДДЗ является свободный обмен информацией. Система обработки ДДЗ Erdas Imagine использует векторные данные в ArcInfo, ArcView, ГрафИн [3] формате, что позволяет производить дешифрацию снимков и получать результат в формате, пригодном для параллельной обработки средствами ГИС.

Земельный кадастр

Блок ведения земельного кадастра представляет собой надстройку над ГИС. В карты вводятся допол-

нительные слои для работы с контурами земельных угодий и участков земель, принадлежащих различным пользователям (или находящихся в аренде). Каждый участок представляется замкнутым полигоном, состоящим из нескольких контуров (для представления «вкраплений»). Вершины полигона задаются точными координатами, причем редактирование координат вершин может осуществляться как путем их «перетаскивания» при помощи мыши, так и вводом с клавиатуры в специальное окно в цифровом виде. Кроме того, на фигуры данного слоя вводится ряд ограничений, например, контуры не должны иметь самопересечений, пересечений с другими контурами, между контурами не должно быть пустого пространства. В качестве таких слоев, по нашему мнению, целесообразно использовать слои, поддерживающие топологическую структуру (например, покрытия АгсШЪ). Это дает возможность автоматически собирать информацию о смежности земельных участков, перестраивать соседние контуры при изменении контура какого-либо участка.

ГИС может вычислять площади контуров «на ходу», т.е. по геометрической фигуре, задающей участок, и, соответственно, пересчитывать ее при изменении координат точек, образующих контур. Кроме перечисленных выше слоев, вводятся слои для учета территориальных зон, зон ограничений и обременений, например: линейный слой - для представления дорог, ручьев, трасс ЛЭП, линий связи, подземных коммуникаций и точечный слой - для внесения точечных объектов -отдельно стоящих деревьев, мочажин, колков, опор ЛЭП и линий связи. Площадь земли, занимаемая перечисленными объектами, попадающими в некоторый контур, может автоматически вычисляться при определении площади этого контура и учитываться в экспликации (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент карты населенного пункта, подготовленной в системе ГрафИн

Обеспечение документооборота

Подсистема обеспечения документооборота призвана автоматизировать процесс составления отчетов, ведомостей, кадастровых карточек и актов. Она должна быть максимально приближена к принятой в системе земельных комитетов форме отчетности и соответствовать утвержденным нормативным документам (рис. 3). Было бы полезно иметь возможность вносить «косметические» изменения в отчеты, а в идеальном варианте, учитывая многочисленные изменения и реорганизации последних лет и особенности правил отчетности в различных регионах, и корректировать сам алгоритм создания отчета.

Для генерации отчетных форм система должна иметь механизм оперирования как атрибутивными, так и графическими данными, а также некоторыми вспомогательными элементами, такими, например, как легенда. Инструментальная ГИС должна иметь средства для отображения объектов условными знаками в соответствии с принятой номенклатурой. Специальные обозначения нужны для точечных, линейных и полигональных объектов.

Для каждого слоя используются следующие типы визуализаторов: одинаковая отрисовка всех фигур, отрисовка фигур в зависимости от значения некоторого атрибута (или логического выражения над атрибутами), отрисовка подписями (на фигуре подписывается значение некоторого ее атрибута, или выражения). Набор условных знаков для отри-совки должен быть настраиваемым и расширяемым. Полезно иметь несколько визуализаторов для одного слоя и вместо изменения каждый раз единственного визуализатора просто управлять их видимостью. Можно по-разному раскрасить карту в зависимости от типа угодий или функционального назначения земель; назначить разные визуализаторы для отображения карты на цветном мониторе и для печати на черно-белом принтере.

Поддержка механизма геокодирования (адресного поиска) и наличие построителя запросов облегчают работу с системой на этапах проверки правильности внесенной информации, анализа и корректировки данных.

КАДАСТРОВАЯ КАРТОЧКА

План з емельного участка

Кечаева Лидия Макаровна

Площадь участка: 2564,71 кв.м.

в том числе угодья: ж >№лые постройки (ЛПХ) ог. Огороды (ЛПХ) Постройки и территории (ЛПХ) " " Ягодники (ЛПК) 45,65 кв.м. 1676,35 кв.м. 753,77 кв.м. 88,95 кв.м.

12 шХ4^3

3 'ч \

24^Г ОГ. \ \

X" °Г \іе

22\ \|7

21 'ч \Уіе 2019

Кадастровая карточка

Квартал: 1 Участок: 17

Адрес: ул. Колхозная, 10. кв. 2

Категория: Земли населенных пунктов

Каталог координат поворотных точек границ земельного участка система координат местная

Линия Румб Длина № Координата X Координата У

1 - СЗ 42‘38' 2,07 1 2124,57 3887,43

2- СЗ 4 4“ 14' 9,42 2 2123,16 3888,95

3- СЗ 4 7" 21' 9,13 3 2116,59 3895,70

4- СЗ 45"35' 2,73 4 2109,88 3901,89

5- СВ 43°50' 10,16 5 2107,92 3903,80

6- юв 45“ 0' 2,49 6 2114,96 3911,13

7- СВ 59°45' 4,07 7 2116,72 3909,37

8- СВ 53°37' 2,54 8 2120,23 3911,42

9- 0 СВ 56° 8' 7,47 9 2122,28 3912,93

10 11 СВ 53 “2 6' 4,67 10 2128,49 3917,10

11 12 СВ 50" 3' 5,84 11 2132,24 3919,88

12 13 юв 37'52 5,52 12 2136,72 3923,63

13 14 юв 38" 2' 19,06 13 2140,11 3919,28

14 15 юв 34"17 26,21 14 2151,85 3904,26

15 16 юв 40" 48 22,30 15 2166,61 3882,61

16 17 юв 40" 48 14,50 16 2181,18 3865,73

17 18 юз 46 "4 9 16,01 17 2190,65 3854,75

18 19 юз 51 "38 4,97 18 2178,98 3843,80

19 20 юз 51 "28 2,90 19 2175,09 3840,71

20 21 СЗ 44‘15' 16,14 20 2172,82 3838,90

21 22 СЗ 46“11' 8,65 21 2161,56 3850,46

22 23 СЗ 46‘11' 21,41 22 2155,32 3856,45

23 24 СЗ 43"46' 15,96 23 2139,87 3871,27

24 1. СЗ 42‘38' 6,30 24 2128,83 3882,80

| Площадь* ¡2564.71 к

и:- № 6690-2

Наименование угодий Всего по листу (га) Пользователи

С.х. кооператив "Мазало вский"

Пашня - всего пашня вт.ч.: орошаемая осушенная заливная занята теплиц., парник используется под КП Многолетние насаждения Залежь Сенокосов - всего вт.ч.: осушенных заливных СУХОДОЛЬНЫХ заболоченных Пастбищ- всего вт.ч.: орошаемых осушенных пойменных суходольных заболоченных 442,046 374,574 67,472

442,046 374,574 67,472

151,830 17,576 0,803 133,452

0,245 0,245

133,579 8,244 125,336

18,006 9,332 0,803 7,871

183,837 1,125 153,531 29,181

1,173 1,173

182,664 1,125 152,353 29,181

Итого сельхозугодий Личные подсобные хозяйства вт.ч.: пашни других с.х. угодий под постройками 777,713 392,150 1,928 67,472 286,982 29,181

1,871 1,871

1,594 1,594

0,277 0,277

Рис. 3. Фрагменты отчетных форм «Топографическая экспликация сельхозугодий» полученных в ГИС ГрафИн 4.0

Прогнозно-аналитический блок

Прогнозно-аналитический блок предназначен для анализа текущего состояния дел и информационной поддержки принятия решений о развитии территории, обеспечивающих оптимальные условия для промышленного и сельскохозяйственного производства, сохранения и улучшения природной среды.

Важными аспектами являются: анализ и повышение собираемости земельного налога; выявление природных, территориальных, экономических ресурсов и возможность их рационального использования; определение перспектив развития сети городских и сельских поселений на основе намечаемого перспективного развития хозяйства и функционального зонирования территорий; определение комплекса мероприятий, необходимых для охраны окружающей среды, сохранения, восстановления и улучшения природных ландшафтов. Возможно, для адекватного решения поставленных за-дач будет недостаточным создание только земельного кадастра. Поэтому хотелось бы видеть земельный кадастр в качестве одной

из подсистем комплексного территориального кадастра территории. В качестве составляющих подсистем в территориальном кадастре должны присутствовать и другие отраслевые кадастры, такие как градостроительный, водный, лесной, месторождений полезных ископаемых, инженерных коммуникаций и др. С другой стороны, задачи перспективного и оперативного управления территорией невозможно решать без использования данных земельного кадастра. НПО «Сибгеоинформатика» имеет опыт применения и создания ГИС, в том числе и для ведения земельного кадастра. Нами разработана универсальная ГИС ГрафИн [3], интегрирующая в себе возможности ГИС и САПР, которая удовлетворяет перечисленным выше требованиям: поддерживает топологическую структуру данных, несколько распространенных растровых форматов, настройку визуализации данных при помощи расширяемой библиотеки условных знаков, интерфейс с несколькими настольными и серверными СУБД, Асй-уеХ-интерфейс прикладного программирования. На ее основе создана информационная система учета земель (рис. 2, 3).

ЛИТЕРАТУРА

1. Золотенков В.В., Колоколов О.Ю. Станция космического зондирования СКАНЭР // Геоинформатика: Теория и практика. Вып. 1 // Под ред. А.И. Рюмкина, Ю.Л. Костюка. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. С. 391-398.

2. Иванов В.П., Рюмкин А.И., Фукс А.Л. Построение электронных моделей территории Томска на основе высокодетальной космосъемки // Геоинформатика: Теория и практика. Вып. 1. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. С. 235-244.

3. Скворцов А.В. Геоинформационная система ГрафИн 4.0 и ее применения // Наст. журн.

Статья представлена НПО «Сибгеоинформатика», поступила в научную редакцию номера 3 декабря 2001 г.