Ы, включают методы обработки данных многих ранее су­ществовавших автоматизированных систем (АС), с другой обладают спецификой в организации и обработке данных

Вид материала

Документы

Содержание 8.3. Технологии ГИС в государственной земельном кадастре России Автоматизированная система кадастрового картографирования (АСКК) Подсистема фотограмметрического сбора данных. Подсистема ортофототрансформировання. Подсистема цифрования карт (дигитализации). Подсистема обработки цифровой картографической информа­ции. Подсистема издания карт.

Подобный материал:

• Методы анализа данных, 17.8kb.
• Методика определения актуальных угроз безопасности персональных данных при их обработке, 175.98kb.
• Понятия о базах данных и системах управления ими. Классификация баз данных. Основные, 222.31kb.
• Анализ и оценка дисциплин обслуживания требований (запросов) с учетом их приоритетов, 20.53kb.
• Программа дисциплины «Методы обработки экспериментальных данных», 318.77kb.
• «Прикладная информатика (по областям)», 1362.72kb.
• Методические указания к курсовому проектированию по курсу "Базы данных" Составитель:, 602.97kb.
• Концепция баз данных уже давно стала определяющим фактором при создании эффективных, 293.58kb.
• Доклад Тема: «Информационные технологии», 58.36kb.
• Рабочей программы дисциплины Структуры и алгоритмы обработки данных по направлению, 21.62kb.

8.3. Технологии ГИС в государственной земельном кадастре России

Общие сведения

Опыт зарубежных стран показывает, что основой эффективного уп­равления экономикой является использование современных методов и технологий учета и контроля земельной собственности. Для решения этой проблемы необходима мобильная, всеобъемлющая информационная база о земле - земельный кадастр. Под кадастром понимают карты и другие описания земельных участков с идентификацией всех, кто име­ет юридические права на земельную собственность.

Кадастровые карты (cadastral maps) можно определить как графи­ческие отображения юридических описаний земельных участков [10]. Таким образом, основу эффективного землепользования составляют кадастровые карты, получение которых входит в комплекс технологий ГИС.

В настоящее время Комитетом Российской Федерации по земель­ным ресурсам и землеустройству (Роскомзем) формируется и внедряет­ся единая система государственного земельного кадастра, мониторинга земель и землеустройства.

Автоматизированная система кадастрового картографирования (АСКК)

АСКК - интегрированная автоматизированная картографическая система, основанная на цифровых методах создания карт [9]. Система является полной. Она включает все три системных уровня: сбор, моде­лирование и хранение, представление информации.

В состав системы входят следующие подсистемы:

• подсистема фотограмметрического сбора данных;

• подсистема сбора полевых данных;

• подсистема ортофототрансформирования;

• подсистема цифрования карт;

• подсистема обработки цифровой картографической информации;

• подсистема издания карт.

АСКК предназначена для получения цифровых кадастровых карт путем использования комплекса работ, связанных с фотограмметричес­кой обработкой материалов аэрофотосъемки, цифрованием карт, обра­боткой цифровой картографической информации, собранной различны­ми методами (включая полевую съемку), и формирования цифровых моделей местности, получением кадастровых карт на основе автомати­зированных технологий.

Входными данными системы являются:

• материалы аэрофотосъемки: черно-белые аэрофотоснимки формата 23 х 23 см масштабов 1:8 000 и 1:40 000. Аэрофотосъемка должна выпол­няться с помощью аэрофотоаппарата, сопряженного с GPS-обору-дованием, обеспечивающим навигацию во время полета и определение координат центров проектирования;

• результаты полевых тахеометрических съемок или досъемок от­дельных объектов, которые по тем или иным причинам невозможно снять фотограмметрическими методами. Эти данные представляют­ся в виде файлов векторных моделей контуров снятых объектов в каком-либо из распространенных графических форматов (DXF, DGN и др.);

• картографические материалы, представленные в графической форме;

• каталоги координат и высотных отметок опорных точек, которые могут быть представлены в виде файлов на машинном носителе и в виде бумажного документа.

В результате функционирования АСКК создаются следующие карты:

• карты масштаба 1: 2 000, получаемые по материалам аэрофотосъ­емки масштаба 1:8000 с площадью охвата 1 км²;

• карты масштаба 1:10 000, получаемые по материалам аэрофотосъ­емки масштаба 1:40 000 с площадью охвата около 20 км².

Плановая точность этих карт, характеризуемая средней ошибкой положения контуров с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования, должна быть не хуже 0,5 мм в масштабе карты.

Содержание карт охватывает следующие объекты:

• пункты геодезических и опорных межевых сетей;

• объекты земельного кадастра;

• территории политико-адинистративного деления;

• земельные участки с указанием владельцев, арендаторов и других пользователей - юридических и физических лиц;

• границы земель различных видов и категорий (сельскохозяйствен­ного назначения, промышленности, транспорта, лесного фонда, водо-охранные, природоохранные, историко-культурного и рекреационного назначения);

• объекты недвижимости, прочно связанные с земельными уча­стками;

• инженерные сооружения (линии электропередач, связи, теплосе­ти, трубопроводы);

• объекты транспорта (автомобильные и железные дороги и объек­ты, связанные с ними);

• гидротехнические сооружения, объекты водоснабжения;

• улицы и проезды в населенных пунктах;

• ограждения;

• объекты гидрографии (реки, водохранилища и прочие водоемы);

• объекты растительности (древесная и кустарниковая );

• заболоченные и засоленные земли.

Карты в системе АСКК изготавливают в графической форме на бу­маге тиражом 5-10 экземпляров, полиграфическая печать не предус­матривается. Они должны быть многоцветными и достаточно высокого качества с использованием условных знаков для точечных, линейных и площадных (ареальных) объектов.

Ареальные объекты отображаются как в виде окрашенных полиго­нов, так и в виде полигонов, заполненных условными знаками. Каче­ство линий штриховых элементов содержания карт, характеризуемое "шероховатостью" линии, должно быть не хуже 0,04 мм. Карты должны иметь координатную сетку, зарамочное оформление и легенды.

Цифровые карты должны содержать координатную (метрическую) информацию о положении объектов и атрибутивную информацию, ха­рактеризующую их свойства, и представляться в виде файлов принятых стандартных форматов (как минимум DGN, DXF, DBF).

Форматы данных и технология проекта во многом обусловлены уча­стием фирмы Intergraph. В то же время по условиям проекта внутренние форматы баз данных цифровой картографической информации откры­ты с тем, чтобы обеспечить возможность создания конвертеров в фор­мат цифровой карты в виде ASCII-файлов, принятый в качестве стан­дарта Роскомзема.

Ортофотокарты масштабов 1:2 000 и 1:10 000 должны представлять­ся как в цифровой растровой форме, так и визуализированными на твер­дом носителе (черно-белое полутоновое изображение) с координатной сеткой и зарамочным оформлением. Площади охвата и требования к точности фотокарт аналогичны требованиям, предъявляемым к картам указанных масштабов.

В системе АСКК используются референц-эллипсоиды Красовского и WGS84. В системе применяются проекции Гаусса - Крюгера, UTM, поперечная проекция Меркатора с задаваемыми параметрами, конфор­мная коническая проекция Ламберта.

Для обеспечения эффективной обработки в АСКК включены шесть различных картографических прикладных программных пакетов (фо­тотриангуляция, сбор данных на фотограмметрической рабочей стан­ции, редактирование собираемых данных, обработка картографической информации, ортофототрансформирование, издание карт).

Преобразование форматов данных в форматы DXF, DGN и обратно обеспечивают конвертеры векторных картографических данных.

Прикладное программное обеспечение открыто для дополнения, модернизации и создания новых приложений с использованием языка развития и библиотеки объектных файлов.

Подсистема фотограмметрического сбора данных. В качестве исходных подсистема использует следующие данные:

• черно-белые аэрофотоснимки формата 23 х 23 см и 18 х 18 см на пленке с углами наклона до 5 °, продольное перекрытие 58-85 %, по­перечное 27 - 40 %, а также контактные и увеличенные (при необходи­мости) отпечатки;

• каталоги координат опорных и контрольных точек, а также коор­динаты центров проектирования аэрофотоснимков;

• данные аэрофотоаппарата;

• параметры аэрофотосъемки.

В результате функционирования подсистемы формируются следую­щие типы данных:

• векторная модель контуров снятых объектов в стандартных обмен­ных форматах, в число которых по крайней мере должны быть включе­ны DXF, DGN;

• каталоги координат точек фотограмметрической сети в открытом формате (коды ASCII);

• каталоги элементов внешнего ориентирования аэрофотоснимков в открытом формате (коды ASCII);

• цифровая модель рельефа;

• контрольный абрис собранных контуров объектов. Основными функциями подсистемы являются:

• предварительное камеральное дешифрирование аэрофотоснимков перед сбором данных на фотограмметрической станции или приборе (выполняется в тех случаях, когда это необходимо);

• стереоскопическое опознавание и искусственное маркирование точек сети фототриангуляции в пределах маршрутов и блока, а также маркирование точек, используемых для ортофототрансформирования снимков; если используется цифровая стереофотограмметрическая стан­ция, то должно обеспечиваться цифровое маркирование точек любым способом, позволяющим передавать связующие точки между моделями и маршрутами;

• измерение координат точек сети фототриангуляции;

• уравнивание сети фототриангуляции с использованием координат центров проектирования аэрофотоснимков;

• получение цифровой модели рельефа для последующего ортофо­тотрансформирования;

• стереоскопическая съемка объектов картографирования;

• получение (автоматическое вычерчивание) контрольных абрисов снятых контуров объектов.

При измерении координат точек фотограмметрического сгущения предусмотрены следующие возможности:

• ввод номеров точек, стереопар, маршрутов;

• измерение координат точек с представлением результатов в виде ASCII-файлов, содержащих наборы: номер точки, X,Y,P, Q или номер точки, X,Y левого снимка, X,Y правого снимка, а также номер точки, X,Y,Z , если измеряются координаты точки модели;

• коррекция измерений;

• повторное измерение;

• быстрое перемещение в зону расположения точки;

• оперативный контроль результатов измерений.

Требуемая точность измерений, характеризуемая средней квадрати-ческой ошибкой, составляет 4 мкм в масштабе обрабатываемого сним­ка.

Программа фототриангуляции должна обеспечивать построение блочной сети с использованием центров проектирования аэрофотосним­ков, координаты которых получены с помощью GPS, в качестве опор­ных точек с контролем точности по нескольким наземным опорным точ­кам.

Цифровая модель рельефа может быть получена в двух вариантах: в виде регулярной сетки и параллельных профилей.

Для повышения эффективности обработки программный интерфейс подсистемы должен обеспечивать следующие возможности:

• управление проектом, ввод координат опорных и контрольных то­чек, параметров аэрофотосъемки, параметров аэрофотоаппарата, вклю­чая элементы внутреннего ориентирования и данные дисторсии; изме­рение координатных меток с автоматическим перемещением в окрест­ности метки;

• измерение координат точек для фототриангуляции с автоматичес­ким перемещением в зоны стандартного расположения точек;

• взаимное ориентирование аэрофотоснимков;

• измерение координат отдельных точек модели для фототриангуля­ции ;

• внешнее ориентирование модели;

• измерение координат точек объектов (как плоских, так и простран­ственных) и рельефа (горизонталей и пикетов);

• выбор различных режимов измерений координат контуров (с авто­матическим выбором точек при заданном шаге по длине пути или в за­висимости от кривизны линии, а также с выбором и регистрацией от­дельных точек, указываемых оператором);

• корректировка результатов измерений в режиме диалога и повтор­ные измерения;

• задание способа соединения точек (отрезками прямых, плавной кривой, дугой окружности, замкнутой окружностью);

• замыкание контуров (линий);

• разрыв контуров;

• построение линий, параллельных данной линии или ее фрагменту;

• присоединение одной линии к другой;

• обработка соединений (пересечение, отсечение, продолжение, сли­яние);

• копирование объекта, перенос;

• сглаживание криволинейных контуров объектов;

• ортогонализация контуров объектов;

• построение недостающих (невидимых) углов у прямоугольных объектов;

• ввод точек с известными координатами;

• удаление отдельных точек, всего объекта, фрагмента контура объек­та;

• задание типа и цвета линии и использование упрощенных услов­ных знаков для более наглядного графического воспроизведения резуль­татов съемки;

• "сшивка" линий по границе смежных стереопар. Допускается использование цифровых фотограмметрических стан­ций с применением методов сканирования аэрофотоснимков, а также хранение всех необходимых цифровых изображений в течение техноло­гического цикла обработки.

Подсистема ортофототрансформировання. Она выполняет следу­ющие функции:

• сканирование аэрофотоснимков;

• преобразование аэрофотоснимков в цифровую форму;

• ввод цифровой модели рельефа, элементов внутреннего ориенти­рования снимков, каталогов координат опорных точек, элементов внеш­него ориентирования;

•ортофототрансформирование аэрофотоснимков;

• трансформирование цифровых аэрофотоснимков с учетом рельефа;

• монтаж фотоплана и выравнивание гистограммы по границе сты­ковки снимков;

• съемка контуров объектов на ортофотоплане;

• оформление ортофотокарты и вывод на твердый носитель;

• получение контрольного абриса собранных контуров объектов. При реализации перечисленных функций применяют входные мате­риалы и данные, полученные в подсистеме фотограмметрического сбо­ра данных. На выходе подсистемы в результате обработки данных полу­чают следующие материалы:

• фотоплан или фотокарту с координатной сеткой, зарамочным оформлением и требуемой графической нагрузкой, представленные на твердом носителе;

• цифровой фотоплан или фотокарту в форматах TIFF и Binary;

• текстовые документы с результатами контроля точности трансфор­мирования;

• цифровую картографическую информацию в векторном формате (как минимум DGN,DXF), представляющую результаты съемки объек­тов на фотоплане;

• цифровые изображения аэрофотоснимков в виде машинных фай­лов стандартного формата для возможного хранения в архиве и переда­чи в подсистему фотограмметрического сбора данных (если она осно­вана на использовании цифровой фотограмметрической станции);

• контрольные абрисы собранных контуров. Работа подсистемы должна обеспечивать следующую точность трансформирования:

• максимальное расхождение положения маркированных опорных точек на трансформированном изображении относительно их положе­ния, определяемого координатами из каталога, не должно превышать 0,4 мм в масштабе создаваемой фотокарты;

• максимальное расхождение в положении соответствующих конту­ров по границе монтажа смежных трансформированных снимков не дол­жно превышать 0,7 мм.

Подсистема цифрования карт (дигитализации). Она предназна­чена для сбора картографических данных в ручном и автоматизирован­ных режимах с использованием планшетных дигитайзеров и сканеров.

Входными материалами и данными являются:

• листы тиражных цветных оттисков карт различных масштабов на бумаге;

• оригиналы и копии листов карт на пластиках;

• оригиналы карт на диэлектрических носителях (бумага, пленка, картон) толщиной до 2 мм;

• оригиналы карт на металлических (карта, наклеенная на алюмини­евый лист ) носителях толщиной до 2 мм.

Выходные данные включают векторные файлы и контрольные аб­рисы.

Подсистема обработки цифровой картографической информа­ции. Это основной компонент автоматизированной системы кадастро­вого картографирования.

Подсистема выполняет все производственные процессы, необходи­мые после фотограмметрического сбора данных, цифрования карт, про­ведения полевых съемочных работ для получения цифровых карт как одного из видов конечной продукции системы.

Входными данными подсистемы служат:

• цифровые модели местности (векторные данные), получаемые от подсистемы фотограмметрического сбора данных в том формате, в ко­тором они формируются;

• результаты цифрования карт, поступающие от подсистемы цифро­вания карт в виде файлов векторных данных;

• кадастровая картографическая информация, получаемая в резуль­тате полевых съемок с использованием тахеометров (формат DXF);

• контрольные абрисы снятых контуров объектов различными мето­дами;

• атрибутивные данные картографируемых объектов в документаль­ной (текстовой) форме и в виде машинных файлов;

• данные создаваемых листов карты (название, номенклатура, коор­динаты углов, система координат, проекция и др.). В ходе работы подсистема осуществляет:

• ввод цифровых картографических данных и приведение их к тако­му виду, в котором представляется информация в картографических ба­зах данных системы;

• пространственное сопряжение всех исходных данных;

• диалоговую и пакетную "сшивку" данных смежных территорий, листов карт;

• структурирование картографических объектов по тематическим слоям;

• формирование топологически корректной векторной цифровой модели (полной топологической модели);

• ввод атрибутивных данных и соединение их с графическими дан­ными;

• управление архивом цифровых карт;

• обеспечение хранения, защиты, санкционированного доступа, рас­пределения и управления всеми типами цифровых данных требуемых для функционирования автоматизированной системы кадастрового кар­тографирования;

• управление технологическими процессами обработки информации всей системы, диспетчеризация движения и состояния информации в ходе ее обработки;

• обеспечение сетевого распределения данных и прозрачного сете­вого доступа к базам данных;

• управление сетью всего комплекса технологий.

В итоге работы подсистемы формируется содержание баз данных цифровой картографической информации, включая графические и свя­занные с ними атрибутивные данные.

Подсистема издания карт. Она включает все производственные процессы, необходимые после формирования цифровой картографичес­кой информации для того, чтобы выпустить тираж вычерченных карт масштабов 1:2 000 и 1:10 000 с качеством, соответствующим требова­ниям издания карт.

Система не предусматривает большого тиража издания. Вычерчен­ные на бумаге многоцветные карты с штриховыми и фоновыми элемен­тами, с координатной сеткой, подписями, зарамочным оформлением и легендами издаются тиражом 5-10 экз.

Реализация таких систем в рамках любого государства обеспечива­ет интересы землевладельцев:

• права на землю и другую недвижимость, подтвержденные юриди­чески заверенным документом с прилагаемым планом участка;

• гарантии государства по защите прав земельной собственности, безопасность длительного владения землей, снижение конфликтов меж­ду претендентами на земельный участок;

• упрощение земельных сделок ;

• повышение контроля и экологически безопасное использование собственной земли.

В не меньшей степени ГИС/ЗИС выгодны для государства. Они обеспечивают:

• сбор земельного налога и налога на прочно связанную с землей недвижимость;

• пополнение бюджета за счет большего контроля пошлинных сбо­ров с земельных сделок и операций с недвижимостью;

• функционирование земельного рынка и другой недвижи­мости;

• предоставление юридически обоснованных и достоверных данных о правах на землю для органов управления судов, земельных банков, юридических и физических лиц;

• оптимальное планирование развития территорий;

• ведение государственной статистики и учета с большей достовер­ностью.

Следует выделить основные этапы создания и эксплуатации этих систем: проектирование, реализация, накопление данных, функциони­рование и обновление данных, модернизация.

В заключение отметим, что ГИС/ЗИС соответствуют схеме обобщен­ной ГИС. В технологическом плане они отличаются повышением тре­бований к точности координатных данных и спецификой организации запросов в зависимости от целей ГИС/ЗИС.