Дипломная работа: Роль и место ГИС в кадастровых системах России и СНГ

Содержание

Введение 3
ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ ВНЕДРЕНИЯ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ В КАДАСТРОВУЮ СИСТЕМУ 5
1.1. Роль и место ГИС в кадастровых системах России и СНГ………………..7
1.2. Использование ГИС в земельном кадастре и муниципальных информационных системах…………………………………...………………...11
ГЛАВА 2 ГИС-ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА КАЗАХСТАНА ………………………………….15
2.1. Этапы создания земельного кадастра Казахстана………………………...15
2.2. Формирование индексных карт – основа ведения кадастра 23
2.3. Трехмерное моделирование и фотореалистичная визуализация городских территорий…………………………………………………………......................27
ГЛАВА 3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СОЗДАНИЯ БАЗЫ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗЕМЕЛЬНОГО КОМИТЕТА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 34
3.1. Сканирование и привязка растров 36
3.2. Векторизация отсканированных карт и дальнейшее наполнение БГД АИС ГЗК РК……………………………………………………………………...37
3.3. Создание геоданных по координатам и проверка пространственных взаимоотношений 42
3.4. Технология создания библиотеки условных знаков и их применение и создание картографических проекций 45
Заключение 48
Список использованной литературы 50
Приложение 51
Глава 1. История внедрения ГИС-технологий в кадастровую систему

Одним из показателей ценности кадастровых систем является рост этой области рынка. Продажи программного обеспечения для ведения учетных записей и земельных кадастров выросли за год на 14%, в значительной степени за пределами США. Фактически, кадастровые системы являются одной из основных сфер применения ГИС на основе технологии ESRI. Пользователи из этой отрасли есть на всех континентах и на всех правительственных уровнях.
Есть два основных источника роста рынка ГИС в этой прикладной сфере: существующие пользователи и страны, переходящие от социалистической экономики, где все земли раньше принадлежали государству (правительству), к экономике, основанной на частных инвестициях и рыночных отношениях. Очень много сказано и написано о важности приватизации земли, как одном из условий для стабильного развития экономической базы. Организацией Объединенных Наций (ООН), Всемирным банком и европейскими экспертами в области экономики выпущены многочисленные доклады и книги об экономических преимуществах, которые реализуются в случае введения частной собственности на землю, об улучшении качества и эффективности использования этих земель частными собственниками.
Информация о землевладельцах и описания земельных участков чаще всего собираются и поддерживаются одной правительственной организацией. Еще в недавнем прошлом права на владение землей позволяли собственникам в США делать с ней все, что угодно: возводить любые постройки или использовать свою землю в соответствии с любым видом деятельности. Однако времена неограниченных и ничем не лимитированных прав уходят в прошлое. Теперь принимается во внимание их возможное влияние на соседнюю недвижимую собственность. Для определения потенциального воздействия землепользования на окружающие земли можно в ГИС наложить на слой землепользования другие слои географических данных и, применив ко всем данным функции геообработки, провести анализ такого влияния [9].
Например, владелец участка, расположенного на склоне холма, возможно хочет заняться крестьянским хозяйством. Но если эти почвы легко эродируемые, а вода после сильных ливней будет активно стекать по развитой сети временных водотоков, а эти потоки будут питать реку, являющуюся источником чистой воды для жителей этого района, то местные правительственные органы могут запретить или ограничить занятие сельскохозяйственным производством, чтобы предотвратить деградацию водосборного бассейна и другие возможные вредные последствия. Наложение данных о почвах, уклонах, близости к водотокам, землепользовании и землевладении – это одна из функций геообработки, которая может быть использована для разработки общих принципов и конкретных законов в отношении занятий сельскохозяйственным производством. То есть, владелец может получить разрешение на использование данной земли под сельскохозяйственное производство, но также могут быть наложены определенные ограничения, например, ему могут разрешить использовать землю только для выращивания определенных культур, закрепляющих верхний слой почвы (фруктовые сады или луговые травы). Уведомление о таких законодательных актах (ограничениях) может быть послано владельцам земельных участков, которые легко выявляются в результате применения соответствующей модели геообработки [2].
Те же принципы можно применить к владению землей и ограничениям на ее использование в условиях поселка городского типа и города. В Москве и области, а также в других городах все больше высотных многоквартирных домов возводится частными инвесторами. И возможно недалеко то время, когда плотность населения в районах возведения новых домов превысит возможности существующей инженерной инфраструктуры. Использование ГИС и многоцелевых кадастров, включая транспорт и инженерную инфраструктуру (инженерные сети), позволяет формулировать и улучшать политику планирования нового строительства на основе анализа средствами геообработки.
В начале 1990-х годов, когда Роскомзем начал развивать идею и приступил к созданию систем для картографирования земельных участков и регистрации земель (проект LARIS), предъявляемые требования заключались просто в автоматизации получения геометрии участков (карт недвижимого имущества) и в предоставлении некоторых уникальных связей с другими правовыми (юридическими) записями, связанными с этими земельными наделами. В то время представлялось, что предлагаемые в ГИС возможности управления множеством слоев данных и развитые инструменты их анализа (геообработки) превышают, то есть излишни, для простых систем картирования землевладений. Так как и простые настольные программные продукты для картографии могут обеспечить поддержку создания подобных карт, а настольные картографические системы доказали свою эффективность при решении задачи картирования земельных участков.
Примерно в это же время город Таганрог приступил к реализации своих планов модернизации управления территорией, в основу которого была положена разработка современной картографической системы. Они начали с программного ГИС-обеспечения ESRI, закартировали все земельные участки и провели перерегистрацию земель. Затем они создали многие другие приложения для муниципального управления, исследовали итоги выборов по районам, выпустили атлас города, используя данные, полученные при картировании участков. В итоге ГИС-команда из Бюро кадастра Таганрога ясно показала преимущества использования многоцелевого кадастра, основанного на возможностях ГИС-технологий.
ГИС-технологии используются в системе Государственного земельного кадастра (ГЗК) России давно и достаточно широко. Работы с применением ГИС выполняются в рамках Федеральной целевой программы создания автоматизированной системы Государственного земельного кадастра, а также в ряде международных проектов.
Однако большой проблемой является то, что проекты создания геоинформационных систем отличаются большим разнообразием и несогласованностью. В разных системах и регионах используются решения на разных ГИС-платформах: ESRI, MapInfo, Intergraph, ObjectLand.
На начальном этапе внедрение ГИС в систему земельного кадастра России не оправдало ожиданий.
Во-первых, изначально была недооценена важность пространственных данных и функций ГИС для решения задач кадастра. Пространственные данные имели вторичный характер по сравнению с техническими и правовыми характеристиками. В связи с этим возникала недооценка требований к точности позиционирования и взаимному положению (топологии) участков. Эти требования расценивались как избыточные, удорожающие кадастровый учет.
Во-вторых, для полноценной работы кадастровых органов кроме кадастровых данных о земельных участках необходимо использовать и разные данные об окружающих объектах, которые не имеют прямого отношения к кадастру – топографические карты, планы городов, информация о зонах. Кадастровые органы не могли самостоятельно обеспечить полноценное создание и обновление карт, а существующая инфраструктура пространственных данных (Роскартография и другие ведомства) не могла обеспечить потребности кадастровой службы в актуальных картах.
В-третьих, процесс разработки, внедрения и сопровождения ГИС в государственном масштабе является весьма ресурсоемкой задачей, требующей серьезного финансирования и кадрового обеспечения, которых не оказалось в нужное время.
Иными словами, кадастровые органы не имели стимула и возможности развивать собственную современную инфраструктуру ГИС. В результате, ГИС в системе ГЗК стала играть роль вспомогательной информационно–справочной системы, в которой уникальные возможности ГИС практически не используются [10].

1.1. Роль и место ГИС в кадастровых системах России и СНГ
Сегодня в России и СНГ мы наблюдаем процесс серьезной переоценки роли и места ГИС в кадастровых системах. Это наглядно проявляется в обилии работ и проектов, ведущихся в странах СНГ и Восточной Европы:
- активно разворачиваются национальные проекты модернизации кадастровых информационных систем в России и Казахстане;
- инициированы крупные международные проекты Мирового Банка. Начались или находятся в стадии подготовки проекты в Сербии, Хорватии, Болгарии, России, Украине, Азербайджане, Молдавии, Киргизии;
- в России начаты работы по созданию национальной инфраструктуры пространственных данных;
- активно создаются муниципальные и корпоративные системы учета и управления недвижимостью (Москва, Газпром, Транснефть, Сургутнефтегаз и другие), соизмеримые по масштабам с национальными системами.
Причиной такой активности являю революционные изменения в сфере отношений с недвижимостью: представление о земельном участке, как об объекте недвижимости, и вовлечение земли и недвижимости в интенсивный рыночный оборот.
Главной особенностью сложившейся сегодня ситуации является ужесточение требований к процессам и технологиям учета и управления недвижимым имуществом с интенсивным использованием пространственных данных.
Происходят серьезные изменения в системах государственного кадастрового учета, регистрации прав и налогообложения недвижимости:
- расширена сфера кадастрового учета. Осуществляется переход к единому кадастровому учету земельных участков, зданий, объектов лесного, водного кадастров, кадастра недр. Это ведет к многократному увеличению количества и сложности объектов учета.
- изменяются принципы налогообложения земли и недвижимости. С 2006 г. налоги исчисляются на основании базовой кадастровой стоимости объекта – было необходимо провести кадастровую оценку и упорядочить сведения по огромному числу объектов на всей территории России.
- ужесточены требования к государственной регистрации прав на недвижимое имущество. Кадастровый учет земельных участков стал необходимым условием проведения регистрации прав, а кадастровый план объекта обязательно должен быть предоставлен в составе пакета документов на государственную регистрацию прав.
- ужесточены требования к проведению землеустроительных работ и описанию земельных участков, требования к топологии объектов (учет смежеств) и функциям пространственного анализа, необходимым для установления сервитутов и учета зон регулирования права.
- введены новые требования учета основных средств. На балансовом учете предприятия могут находиться только основные средства – объекты недвижимости, которые прошли процедуру государственной регистрации прав.
- изменяется порядок установления бессрочного пользования землей: стимулируется учет земельных участков крупных компаний.
- развивается рынок недвижимого имущества. Активизировались процессы купли, продажи, аренды недвижимого имущества. Это требует детального описания объектов, согласования границ собственности, определения зон ограничения действия прав и ответственности.
Все перечисленные изменения ведут к росту сложности и объемов пространственной информации, связанной с объектами учета. Как следствие, многократно возросли требования к функциональности учетных кадастровых систем, удовлетворить которые можно только с использованием ГИС. Назрела необходимость создания кадастровых систем, в полном объеме использующих возможности современных ГИС.
Компания DATA+ активно сотрудничает с ФКЦ «Земля» в реализации Федеральной целевой программы “Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002 – 2007 годы)“.
Основной целью проектов является оценка возможности использования платформы ArcGIS в качестве базовой платформы ГИС для создания государственного земельного кадастра, для консолидации пространственной информации, пространственного анализа и массового публичного доступа к данным на разных уровнях Государственного кадастра объектов недвижимости (ГКОН).
В течение 2003-2004 гг. реализованы проекты по программе российско–шведского сотрудничества по следующим темам:
- разработка требований к единой модели пространственных данных ГЗК (ГКОН).
- разработка прототипа информационно-аналитической подсистемы АС ГЗК (ГКОН).
- разработка технических предложений по формированию баз данных государственного мониторинга земель.
Работы ведутся по нескольким направлениям:
- разработка моделей данных по тематическим направлениям в системе кадастрового учета;
- разработка и тестирование отдельных элементов архитектуры системы, реализующих основные функции работы с пространственными данными: консолидация, агрегация, хранение, анализ и массовый публичных доступ;
- интеграция с информационными системами ГЗК (ГКОН);
- локализация программных приложений ESRI для использования в системе ГЗК (ГКОН).
- подготовка пользователей [10].
На основании наиболее общих рабочих процессов кадастровой системы, связанных с пространственными данными, подготовлены базовые рекомендации, определяющие свойства модели данных. Результатом стали «Рекомендации к составу, структуре, методам проектирования, описания и использования единой модели цифровых пространственных данных ГЗК (ГКОН)».
При разработке был использован опыт создания и использования моделей данных для государственных кадастровых служб на базе ArcGIS: Base Map Data Model, Land Parcels, National Integrated Land System (NILS).
Наиболее интересным и перспективным, с точки зрения разработки систем хранения пространственных данных для системы ГЗК, является проект по разработке баз геоданных для сведений государственного мониторинга земель.
Была разработана архитектура хранилища данных государственного мониторинга земель и модель данных, включающая учетные сведения ГЗК и специализированные данные государственного мониторинга земель для двух уровней ведения мониторинга – кадастровый район и кадастровый округ.
Особенность системы состоит в том, что речь идет о хранении очень больших объемов данных - как векторных, так и растровых, предоставлении ретроспективы изменения данных, оперативной обработке материалов, взаимодействии с системами обработки данных дистанционного зондирования (ERDAS), обработке векторных данных мониторинга (ArcGIS) и кадастрового учета (ЕГРЗ).
Предложенная архитектура хранилища под управлением ArcSDE использует особенности хранения растровых данных в ArcGIS, специализированные схемы хранения данных в различных системах координат.
Решение задач консолидации данных на уровне кадастрового округа средствами ArcGIS реализовано при разработке прототипа Информационно-аналитической подсистемы (ИАП) ГЗК.
Исходными данными являются сведения кадастрового учета, импортированные из ЕГРЗ средствами Системы Интегрирования Информации (СИИ, разработка компании «Балтрос»).
Для реализации функции подготовлено специальное приложение на базе ArcCadastre. Приложение осуществляет анализ сведений в хранилище данных СИИ, выбор записей по определенному критерию, восстановление пространственных объектов на основании списков координат и загрузку полученных данных в базу географических данных (БГД). Проверка топологии осуществляется стандартными средствами ArcGIS. Функция консолидации данных прототипа ИАП АС ГЗК (ГКОН) оформлена в виде рабочего процесса ArcCadastre.
Помимо сведений ГЗК, БГД ИАП содержит топографические материалы по нескольким районам Северо-Западного федерального округа, который определен пилотной территорией работ. Для загрузки топографических данных в БГД были использованы предоставляемые платформой ESRI средства преобразования данных из разных форматов в формат ArcGIS, например для конвертации данных MapInfo в формат ArcGIS.
Функция предоставления кадастровой информации реализована и в рамках прототипа ИАП АС ГЗК, и на постоянно действующем интернет-сайте Кадастрового информационно-аналитического центра Южного федерального округа. Это приложение представляет в интерактивном режиме результаты государственной кадастровой оценки земель по гг. Ростов-на-Дону и Таганрог. Оно создано на платформе ESRI с использованием продуктов ArcGIS, ArcSDE и ArcIMS. В разработке приложения принимали участие специалисты ЮРКЦ «Земля» и DATA+.
Внедрение ArcGIS требует проведения локализации продуктов, настройки приложений для реализации задач предметной области, организации обучения и технической поддержки. Отработка элементов этого процесса также являлась частью работ в рамках ФЦП в части подготовки ArcCadastre.
В настоящее время Роскомзем с большим вниманием и более серьезно относится к ГИС, в том числе к предлагаемым ESRI технологиям, с целью создания моделей расчета оценочной стоимости земель с учетом разных типов земельных участков (то есть сельскохозяйственные, леса, частный дом на одну семью, коммерческого использования, промышленные и так далее). По мере того, как все больше земельных участков приватизируется и вносится в налоговые ведомости, ГИС становятся все более востребованными в процессе оценки стоимости земель, контроля за их использованием и взимания налогов [6].....