Применение ГИС и ЗИС в обработке кадастровой информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования

Алтайский Государственный Аграрный Университет

Кафедра землеустройства, земельного и городского кадастра

Курсовая работа

Применение ГИС и ЗИС в обработке кадастровой информации

Барнаул 2013

Содержание

Введение

Глава 1. Применение ГИС и ЗИС в обработке кадастровой информации

1.1 Требования к ГИС и ЗИС при обработке кадастровой информации

1.2 Характеристика пакетов прикладных программ

1.3 Области применения и основные возможности ГИС и ЗИС

1.4 Основные элементы ГИС и ЗИС при кадастровых работ

1.5 Типы данных, используемых в ГИС и ЗИС при кадастровых работах

1.6 Функции обработки данных ГИС и ЗИС при кадастровых работах

Введение

За последние 3-4 века кадастр земель и другой недвижимости прошел этапы модернизации. В настоящее время он имеет полноценный инструмент учета и ведения налогообложения, что является важнейшим составляющим экономической стабильности государства.

В современном обществе целесообразно сформировать подход к структуре кадастров России, и городского кадастра в частности, решить правовые и юридические вопросы создания, ведения и мониторинга кадастра. Это касается не только отдельных видов кадастра.

Конечным продуктом при ведении государственных кадастров должны быть банки кадастровой информации. Пользователями информации, хранящейся в таких банках данных, могут быть органы управления территориями, администрации городов, областей, краев, республик в составе Российской Федерации и Федеральные органы управления.

Поэтому цель данной курсовой работы - это определить как применяются ГИС и ЗИС в обработке кадастровой информации.

Задачи решаемые в курсовой работе:

Определить требования к ГИС и ЗИС в кадастровой деятельности.

Охарактеризовать прикладные программы используемые в обработке кадастровой информации.

Определить область применения и основные возможности ГИС и ЗИС в кадастре.

Глава 1. Применение ГИС и ЗИС в обработке кадастровой информации

1.1 Требования к ГИС и ЗИС при обработке кадастровой информации

В настоящее время информация о городской среде очень велика, и без современных компьютерных технологий и телекоммуникаций, невозможно иметь полные сведения об имеющихся ресурсах и возможностях, необходимых для работы городского кадастра. Следует помнить, что задача разделяется на разработку отдельных видов обеспечения: организационного, технического, программного и картографического: организационного, технического, программного и картографического. Но следует учитывать, что обязательным требованием является совместимость картографической системы с остальными компонентами.

Согласно ряду исследователей к ГИС в кадастре предъявляются следующие требования:

Способность системы замечать уже собранные или проанализированные данные;

Гибкость, т.е. способность системы удовлетворить запросы пользователя;

Способность взаимодействия между различными видами информации.

Земельные информационные системы (ЗИС) были вызваны к жизни развитием аграрных наук и ведением кадастра. Основу ЗИС составляет единая обширная система хранения данных, которая также облегчает соединение хранящихся в системе данных с другими данными о земле.[1]

1.2 Характеристика пакетов прикладных программ

Современная система кадастра не представляет свою деятельность без ГИС-программ. Рассмотрим наиболее популярные.

MapInfo - векторная система, использующая для ввода наиболее распространенные типы интерфейсов, что позволяет использовать множество современных устройств ввода (дигитайзеров или сканеров). В системе предусмотрена корректировка графических данных в интерактивном режиме, условные знаки выбираются из соответствующей библиотеки. Имеется библиотека шрифтов и заполнений.

MapInfo является классической настольной ГИС информационно - справочного типа.

Разработчик - компания Pitney Bowes Software.

Достоинствами данной Гис программы является:

Простота в использовании

Хорошие функции по выполнению пространственных операций

Широкие возможности по формированию отчетов, любой сложности

Наличие встроенного языка высокого уровня MapBasic позволяет более полно использовать все функции присутствующие в системе

Многообразные возможности по выборке объектов (Запрос) с использованием внутренних функций языка MapBasic

Программа MapInfo позволяет хранить информацию в удобном (наглядном) виде, выполнять различные пространственные операции над объектами (объединение, удаление частей, вырезание и т.д), получать различные отчеты, строить диаграммы.

Программа хранит и обрабатывает информацию в таблицах. Родной формат таблицы: имя_файла.dat - данные и имя_файла.tab - файл описания файла данных. Для неродных таблиц файл данных мажет иметь другое расширение, к примеру для файла базы данных dBase это будет имя_файла.dbf. Таблицы могут иметь и географические объекты. В этом случае, кроме этих двух файлов добавляются еще два файла: имя_файла.map и имя_файла.id, в которых храниться географическая информация и ссылка на записи файла данных. Таким образом таблица состоит их двух файлов (.dat и .tab) если не содержит географические объекты и четырех файлов (.dat, .tab, .map, .id) если содержит. Правда есть особый вид таблиц состоящих из растрового файла (tiff, pcx, gif, ipeg) и файла координатной привязки в формате tab.

Таблица открывается через пункт меню Файл, Открыть таблицу. При возникновении диалога открытия файла выбираем нужную нам таблицу (конкретно файл с расширением tab).

Все создаваемые таблицы в программе MapInfo могут содержать географические объекты. При создании таблицы необходимо ввести как минимум одно поле для хранения семантической информации и задать проекцию таблицы (как правила это план-схема, метры и минимальные и максимальные значения координат в таблице). Все используемые в программе координаты имеют проекцию в математической системе координат. И при вводе всех координат приходится x с y менять местами.[2]

Другой особенно популярной ГИС является семейство ArcGIS.

ArcGIS -- семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем . ArcGIS построена на основе технологий COM, .NET, Java, XML, SOAP. Новейшая версия -- ArcGIS 10.2.

ArcGIS позволяет визуализировать (представить в виде цифровой карты) большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира.

Также в ArcGIS встроен широкий инструментарий анализа пространственной информации.

Настольные ГИС

ArcView -- набор мощных инструментов для картографирования, создания отчетов и картографического анализа. Включает приложения ArcMap, ArcCatalog и ArcToolbox.

ArcEditor -- включает всю функциональность ArcView и расширяется дополнительными возможностями. Поддерживает однопользовательский и многопользовательский режимы редактирования.

ArcInfo -- включает всю функциональность ArcEditor и расширяется дополнительными инструментами пространственного анализа и обработки данных.

ArcReader -- бесплатная программа для просмотра данных, опубликованных средствами ArcGIS Publisher.

ArcGIS Explorer -- это бесплатный, лёгкий настольный клиент для ArcGIS Server. Он используется для визуализации 3D-объектов, хранящихся на сервере.

Серверные ГИС

ArcGIS for Server (для создания корпоративной ГИС с централизованным хранилищем и неограниченным числом рабочих мест, публикации интерактивных карт в Интернет)

ArcGIS Image Server (для публикации больших объемов растровых данных)

ArcSDE (для хранения пространственных данных в СУБД, интеграции с другими ИС)

Инструменты разработчиков ГИС

ArcGIS Engine

ArcGIS Runtime

Мобильные ГИС

ArcPad -- ГИС для карманных портативных компьютеров.

1.3 Области применения и основные возможности ГИС и ЗИС

В государственном управлении и регулировании существует множество кадастров, реестров и фондов, призванных вести текущий информационный поток и его обработку по объектам учета для прогнозов на будущее. Между ними существует безусловный взаимный обмен как в текстовой составляющей кадастров и реестров, так и графической, характеризуемой координатной привязкой к местности.

Иерархическое разнообразие потоков кадастровой информации предполагает следующую классификацию типов информации и их описание:

фонд данных - упорядоченная, постоянно пополняемая совокупность документированной информации об объектах учета или явлениях в динамике;

кадастр данных - свод документированных сведений об объектах учета или явлениях, их описание и оценка;

каталог данных (книга) - систематизированная и рубрицированная подборка сведений об объектах или явлениях кадастрового учета;

реестр или регистр данных - перечень (список, опись) учтенных объектов или явлений в кадастре;

учетная карточка (форма, бланк) - отдельный лист бумаги или картона стандартного размера, разграфленный для нужд кадастрового учета.

Типолого-иерархическая связь в потоке кадастровой информации представляет собой структуру уровней формирования в единое целое множества разрозненных характеристик объектов учета (учетных карточек), характеризуемое на определенных этапах, как кадастр, каталог, реестр и фонд данных.

Рассматривая структуры кадастров, реестров и фондов существующих потоков информации в России просматривается следующая схема уровней описания территориальных объектов - по местоположению, адресной привязке, состоянию природных ресурсов и экологии.

Базовый уровень. В рамках Федеральной службы государственного реестра, кадастра и картографии определяются границы субъектов, населенных пунктов, посредством ведения федерального и региональных картографо-геодезических фондов РФ, Государственного каталога географических названий, а также географических информационных систем (ГИС) федерального и регионального назначения. Осуществляется координатная привязка объектов недвижимости и капитального строительства, оценка земель на базе государственного земельного кадастра, государственного градостроительного кадастра и системы технического учета зданий и сооружений. Регистрация прав на недвижимость.

Первый уровень. Кадастры и реестры, характеризующие состояние природных ресурсов на определенной территории. Через Федеральное агентство водных ресурсов ведется государственный водный реестр, Федеральное агентство лесного хозяйства отвечает за государственный лесной реестр. Федеральное агентство по недропользованию организует ведение государственного кадастра месторождений и проявлений полезных ископаемых и государственного баланса запасов полезных ископаемых, обеспечение в установленном порядке постановки запасов полезных ископаемых на государственный баланс и их списание с государственного баланса.

Второй уровень. Кадастры в сфере экологии и мониторинга окружающей среды. Осуществление социально-гигиенического мониторинга, ведение Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей природной среды с необходимостью соответствующего сопоставления состояния с эталонными территориями, внесенными в кадастр особо охраняемых природных территорий и обеспечивающих сохранение биоразнообразия видов, в том числе занесенных в Красные книги Российской Федерации и субъектов РФ.

Вместе с тем, если поток кадастровой информации включает пространственную привязку данных, то необходимо применение средств географической или графической интерпретации данных. При этом различают следующие программные средства обработки: векторизатор, база данных, ГИС.

Применение ГИС в кадастровом потоке во многих случаях необходимо, так как способствует проведению пространственного анализа данных, прогнозированию явлений и процессов, слежению за динамическими изменениями границ объектов учета и т.д. Все это предполагает неразрывную связь между ведением кадастров (реестров) различной направленности через геоинформационные системы.[3]

1.4 Основные элементы ГИС и ЗИС при кадастровых работах

На верхнем уровне классификации все информационные системы подразделены на пространственные и непространственные. ГИС, естественно, относятся к пространственным, делясь на тематические (например социально - экономические) и земельные (кадастровые, лесные, инвентаризационные и др.). Существует разделение по территориальному охвату (общенациональные и региональные ГИС); по целям (многоцелевые, специализированные, в том числе информационно - справочные, инвентаризационные, для нужд планирования, управления); по тематической ориентации (общегеографические, отраслевые, в том числе водных ресурсов, использования земель, лесопользования, туризма, рекреации и др.).

Одной из разновидностей ГИС становятся системы, основанные на материалах дистанционного зондирования, объединяющие функциональные возможности геоинформационных технологий с развитыми функциями обработки дистанционных изображений, так называемые интегральные (интегрированные) ГИС.

Минимальный набор критериев, позволяющих идентифицировать каждую конкретную геоинформационную систему, образует “ систему координат “ трехмерного пространства, осями которого являются: территориальный охват и связанный с ним функционально масштаб (или пространственное разрешение), предметная область информационного моделирования и проблемная ориентация.

При всем многообразии операций, целей, областей информационного моделирования, проблемной ориентации и иных атрибутов, характерных для создаваемых и действующих ГИС, логически и организационно в них можно выделить несколько конструктивных блоков, называемых также модулями или подсистемами, выполняющими более или менее четко определенные функции.

Функции ГИС в свою очередь вытекают из четырех типов решаемых ею задач:

1. Сбор;

2. Обработка;

3. Моделирование и анализ;

4. Их использование в процессах принятия решений.

кадастровый прикладной программа

1.5 Типы данных, используемых в ГИС и ЗИС при кадастровых работах

Данные - то, на чем базируется ГИС, на основе чего ведется работа и то, чем управляет ГИС.

В отличие от не привязанных пространственно данных (таких как, например, отсканированная карта или векторная и растровая графика получаемая с помощью таких пакетов как Adobe Photoshop или Corel Draw) правильно подготовленные данные в ГИС имеют ряд преимуществ, обусловленных их географической привязкой и особенностями структуры.

В соответствие с концепцией информационной системы ГИС, как системы связывающей атрибутивную и пространственную информацию, данные используемые системой также могут быть пространственными и атрибутивными (текстовыми, табличными).

С точки зрения содержания, можно выделить следующие типы данных, наиболее часто используемых в ГИС:

Атрибутивные данные: как уже было сказано выше, пространственные данные всегда имеют четкую связь между атрибутивной и геометрической составляющими. Атрибутивная информация - это информация, описывающая различные характеристики и параметры географической составляющей >>>.

Топографические данные: как правило, являются основой информационного наполнения ГИС. Важные характеристики данных - масштаб, наличие атрибутивной информации. Советская картографическая школа является одной из лучших в мире. Существует только две страны, работающие в мировом масштабе и имеющие в своем распоряжении данные на весь мир - Россия и США. Чаще всего в качестве базовой топографической информации используются топографические карты генерального штаба МО РФ. Масштабы подробнее 1:100'000 являются секретными, 1:100'000 - для служебного пользования, 1:200'000 и мельче - открытыми.

Топографические данные могут использоваться как комплексные топографические планшеты, то есть матрицы информации, где одновременно находится вся топографическая информация и как отдельные топографические слои: гидрографическая сеть, населенные пункты, рельеф и т.д.

Тематическая информация: примеров тематической информации может быть приведено огромное множество: начиная от различных карт зонирования по ландшафтному, почвенному, инженерно-геологическому или любому другому признаку, заканчивая картами структурно-функционального зонирования.

К особому типу тематической информации можно отнести лесоустроительную информацию, которая может использоваться в виде отдельных планшетов с детальным описанием выделов или же быть сильно генерализованной и описывать породный состав целых лесничеств или лесхозов.

1.6 Функции обработки данных ГИС и ЗИС при кадастровых работах

В зависимости от типа используемых приборов геодезисты выполняют различное количество операций для получения набора координат, описывающих плановое положение элементов ситуации. Оборудование, с которым работают специалисты при выполнении изысканий можно условно разделить на три типа. Это традиционные (оптические) геодезические инструменты, цифровые геодезические инструменты и аппаратура GPS.

Наиболее точную информацию о координатной привязке можно получить с помощью GPS-приемников, но это дорогостоящая аппаратура и не каждая организация в состоянии приобрести ее. Для выполнения расчетных задач по вычислению и уравниванию полученных координат существует огромное количество программных продуктов, но вопрос о поддержании всей технологической цепочки: от полевых измерений, до создания планов и ведения кадастрового учета земель, выполняется далеко не всеми ГИС.

Полнофункциональная, профессиональная ГИС является мощным инструментом по созданию и использованию цифровых карт совместно с дополнительной информацией из баз данных. Она позволяет выполнять все процессы, связанные с обработкой данных топографо-геодезических изысканий, созданием топографических планов и ведением кадастрового учета земель, в едином программном ядре.

Но инструментарий, каким бы мощным он не был, малоэффективен без технологической схемы выполняемых работ. Предлагается следующая технологическая цепочка:

Создание (обновление) единого электронного классификатора объектов местности. Классификаторы разрабатываются на каждый масштаб отдельно, в соответствии с размерами условных знаков и правил генерализации. Кроме того, в классификаторе указываются дешифровочные признаки элементов ситуации.

Выполнение полевых работ. При выполнении съемки местности необходимо присваивать дешифровочные признаки всем пикетам топографо-геодезических изысканий.

Обработка полевых измерений с целью получения координат элементов ситуации и нанесение их на оперативный цифровой план (дежурная кадастровая карта), с одновременным автоматическим контролем качества: плановое положение, совместимость атрибутов и многое другое.

Создание по пикетам полнообъектового цифрового плана.

Выдача отчетов: план участка, межевое дело в целом, отчеты в формате ЕГРЗ и др.

Создание зарамочного оформления и печать топографических планов.

Передача информации в цифровом виде внешним потребителям в согласованном формате, например: SXF, MIF/MID, DXF, SHP, ASCII. [4]

Размещено на Allbest.ru