Автоматизированные информационные системы кадастра

Введение.

В экономически развитых странах кадастр земель и другой недвижимости про-шел этапы становления и развития на протяжении последних 200-400 лет. В настоящее время эти государства имеют юридически полноценный, организационно оформлен-ный инструмент учета и ведения налогообложения, что является важнейшей состав-ляющей экономической и социальной стабильности государства.

Учитывая современные технические возможности по сбору, обработке, хране-нию и выдаче данных о кадастре, его возрастающее значение, изменения, происходя-щие в общественном переустройстве России, опыт ведущих европейских стран, США и Канады, целесообразно сформировать современный 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, но и системы Государственного кадастра России, для успешного воплощения которого необходимо подготовить и принять соответствующие законодательные и нормативно-технические акты и как можно быстрее разработать стандарты на термины и определения.

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.

Для того, чтобы эффективно возможности банков данных использовались орга-нами управления, необходимо соблюдение трех условий.

В настоящее время отмечается неудовлетворительное положение в области учета природных и муниципальных объектов, что приводит к значительным экономическим потерям, снижению доходов федерального и местного бюджетов и другим негативным результатам. Государственные кадастры, созданные в условиях отраслевого управления экономикой, отличаются ведомственной разобщенностью, несовместимостью содержащейся в них информации, а поэтому не могут служить для комплексной оценки объектов и ресурсов.

Единая система государственных кадастров (ЕСГК) должна представлять собой взаимосвязанный комплекс территориалтьно-распределенных государственных кадаст-ров, ведущихся на единой географической информационной основе и в соответствии с определенными правовыми, технологическими и экономическими нормами.

В состав Единой системы государственных кадастров должны войти следующие основные группы государственных кадастров:

Создание и ведение всех видов кадастра остается одной из важнейших проблем управления территориями на современном этапе. Данные кадастров необходимы для информационного обеспечения хозяйственной деятельности в регионах и городах, эко-логического мониторинга и рационального использования природных ресурсов.

Глава V. Схема дигитализации карт растровыми методами.

5.1. Ручная дигитализация.

Из всех методов дигитализации ручной возник самым первым, что является со-вершенно логичным следствием развития техники и технологии. Вместе с тем, он же является и наиболее употребимым в настоящее время. Правда, со времени своего воз-никновения эта технология претерпела некоторые изменения. В отличие от традиционного способа дигитализации при помощи физического устройства (дигитайзера) появился альтернативный способ, связываемый с некоей программой, позволяющей оцифровывать изображение, наблюдая его на экране. Благодаря чему эту программу часто называют "экранным дигитайзером", а всю схему обозначают термином "heads-up" (с поднятой головой).

По своей сути, не меняя весь смысл метода ручной дигитализации, этот способ добавил множество преимуществ. Перечислим основные из них. Первое - это то, что появилась возможность более точно наводиться на объект, так как появилась возмож-ность увеличить масштаб изображения, т.е. как бы увеличить картинку, приблизить ее. Это кроме непосредственной выгоды дает и то, что теперь уменьшается нагрузка на зрительную систему оператора, т.к. с крупными объектами работать легче. А это уже в свою очередь уменьшает ошибки дигитализации, повышает производительность труда. Вторым преимуществом является возможность визуального контроля за выходной ин-формацией, т.к. оператор может наблюдать след, оставляемый векторной линией, т.е. посмотреть, как точно получаемые вектора описывают исходное растровое изображе-ние, выступающее в качестве подложки, путем одновременного совмещения их на од-ном экране или в окне.

Другие преимущества нельзя было бы отнести непосредственно к экранной ди-гитализации, как к методу цифрования, но некоторый анализ показывает, что часто это становится стандартными элементами "экранной" технологии. Речь идет прежде всего о функциональных возможностях программных средств, применяемых при работе.

Технологическая схема фирмы INTERGRAPH предполагает использование для такого вида работ продукт MicroStation I/RAS B. В этом случае создание самого век-торного изображения происходит посредством базового графического редактора среды MS, а возможность работы с растром представляет пакет I/RAS B. Он позволяет загру-жать до 64 индивидуальных растровых файлов в качестве подложки и визуализировать их любым цветом из палитры в 254 цвета, а также отключать вообще.

После того, как необходимые файл или группа файлов загружены, оператор мо-жет начинать дигитализацию, пользуясь устройством ввода типа "мышь". Как и при работе с дигитайзером ввод информации осуществляется указанием вершин графиче-ских примитивов при непосредственно визуальном распознавании объектов, которые они описывают. Но если в первом случае такими объектами зачастую являются линия (отрезок) и общий случай полилинии (ломаной), то в последнем - существует большое число графических примитивов, ввод которых не возможен при использовании классического дигитайзера. Приведем несколько примеров.

При вводе полилинии можно указать, что угол между ее сегментами является фиксированной величиной и равен 90 градусов, что очень часто требуется при оциф-ровке антропогенных объектов (контура зданий, кварталов в городах и т.д.). При оцифровке объектов, имеющих смежную границу, вновь изображаемая векторная линия может точно повторить другую, которая уже относится к какому-либо объекту посредством привязки ее вершин к вершинам уже существующей.

Количество примеров, конечно, не ограничивается только этими двумя, потому что базовый графический редактор среды MicroStation является одним из наиболее мощных векторных графических редакторов, применяемых в промышленности сего-дня.

5.2. Интерактивная дигитализация.

Дальнейшим развитием технологии дигитализации растровых изображений ста-ло появление ПО, позволяющего работать в полуавтоматическом интерактивном режи-ме. Облегчая векторизацию линейных элементов карт, такие пакеты позволили увели-чить скорость растрово-векторного преобразования и избавить человека-оператора от утомительной процедуры ручной дигитализации.

На сегодняшний день такие пакеты являются наиболее часто используемыми, благодаря своей универсальности. Большинство не предлагают аналогичные услуги, отличаясь интерфейсом, заложенными алгоритмами, точностью преобразования, спо-собностью разбираться в сложных ситуациях и скоростью работы.

Таким продуктом из серии приложений, предлагаемых известной фирмой, явля-ется пакет I/GEOVEC. Его работа базируется на MicroStation и I/RAS B или I/RAS 32. C его помощью можно, используя технику "heads-up digitizing", интерактивно вводить векторные данные поверх существующего растрового изображения. Для этого достаточно визуально идентифицировать растровый объект на экране и поставить пер-вую точку рядом с ним. I/GEOVEC отслеживает растровую линию, пока она не закон-чится или он не достигнет точки, требующей дальнейших инструкций оператора.

Пользователь может установить параметры отслеживания для преодоления не-которых трудностей (разрывов в растре, пересечений с др. линиями, развилок, касаний контуров и наложений текста). Отслеженную линию можно подвергнуть фильтрации и сглаживанию для спрямления векторов с малым углом расхождения, удаления избы-точных узлов и скругления резких перегибов. Эти операции также доступны, как пост-процесс, запускаемый в пакетном режиме. I/GEOVEC позволяет вводит криволинейные изображения объектов в 4 или 5 раз быстрее и более точно, чем при ручном методе.

Функция REVERS VIDEO позволит отслеживать не сам растр, а фон, считая его как бы изображением. Эта возможность не заменима при обработке дорог, которые изображаются двумя параллельными линиями.

Настроив параметр "величина разрыва в растре" и "угол обзора", можно заста-вить приложение отслеживать линии, состоящие из точек или штрих-пунктирные ли-нии, что применимо при вводе контуров растительности и разнообразных границ. При встрече пересекающихся линий (развилок) есть возможность установить действие про-граммы по умолчанию - останавливаться, поворачивать налево или направо, следовать прямо, присоединиться к пересекаемой векторной линии, присоединиться и разорвать пересекаемую векторную линию для создания узла.

Довольно уникальной для такого рода ПО является способность I/GEOVEC рас-познавать текст и одиночные условные знаки. Этот пакет увеличивает эффективность работы, расширяя набор инструментальных средств другими менее часто используе-мыми, но полезными функциями, ускоряющими процесс преобразования и позволяю-щими его контролировать.

В настоящее время существует версия только для UNIX(CLIX). В скором времени ожидается выход версии для другой известной ОС - Microsoft Windows NT.

5.3. Автоматическая дигитализация.

Как известно, до сих пор не создано программы, позволяющей полностью в ав-томатическом режиме осуществлять ввод обычных топографических карт. Это проис-ходит по целому ряду причин, здесь нами нерассматриваемых. Поэтому, говоря об ав-томатической дигитализации, следует сразу же оговориться, что речь идет о линейных элементах карт.

Уже из того, что речь идет об автоматической дигитализации, следует то, что программа должна работать в пакетном режиме. Отсюда получаем, что, скорее всего исходными данными для такой программы будут изображения с простой топологиче-ской структурой. Например, рисунок горизонталей. Причем эти случаи имеют место только в 10% всех задач дигитализации.

Для решения таких задач по векторизации растровых изображений INTERGRAPH предлагает пакет I/VEC. Этот продукт конвертирует бинарные растро-вые данные в векторные данные (полилинии, точки и контуры многоугольников). Базовые функции векторной графики основываются на MicroStation 32, а функции растрового редактирования - на пакете I/RAS 32. Функционально I/VEC делится на три этапа: предобработку, обработку и постобработку, каждый со своими специфическими установками, управляемые пользователем. Все вместе это в себя включает:

5.4. MicroStation MDL, как среда разработки пользовательских приложений.

MicroStation - это векторный графический редактор и одновременно программ-ная среда для исполнения и создания приложений. Она включает полный набор средств разработки, состоящий из компилятора, полностью поддерживающего стандарт ANSL, редактора связей, символьного отладчика и утилиту make.

Она имеет встроенный язык разработки приложений - MDL. Это полная реали-зация языка С внутри MicroStation. Фактически все функции MicroStation могут быть вызваны из MDL. Предлагаемый API обеспечивает доступ к более, чем 1000 функций для создания и модификации векторных данных. MicroStation является событийно-ориентированной программной средой, что требует принципиально нового подхода к программированию. Но, предлагаемый API, набор средств для создания элементов ин-терфейса (диалоговых окон, выпадающих меню, палитр кнопок с пиктограммным обо-значением и т.д.), который выполнен в стандарте Motif, обеспечивает программистам создание приложений с укороченным циклом разработки.

Тесное соединение между MicroStation и приложениями, создаваемыми через MDL, означает, что программисты могут объединять свои команды прозрачно в среде MicroStation. Множественные MDL-приложения могут работать одновременно. Это позволяет разработчикам создавать интегрированные тесносвязанные решения при-кладной специфики. MicroStation поддерживает наиболее совершенные сети и позволя-ет нескольким разработчикам работать над проектом одновременно. Пользователи DOS, Macintosh, UNIX, Windows NT и VAX операционных систем могут интерактивно разделять данные. Это возможно благодаря тому, что файлы данных MicroStation двоично совместимы между множественными платформами, допускающими передачу файлов без перекодировки.

Благодаря тому, что MDL - встроенный язык, а программа компилируется и со-бирается средствами, предлагаемыми разработчиками MicroStation, она практически получает аппаратную независимость. Т.е. может выполняться на всех типах вычисли-тельных систем и в тех операционных системах, для которых доступна сама система MicroStation.

Список литературы :

1. А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов “Геоинформатика”, Москва, “Картгеоцентр” - “Геоиздат”, 1993.

2. Стивен Бобровски. «Oracle 7 и вычисления клиент.сервер», из-во «Лори», 1995 г.

3. Техническая документация по программному обеспечению технологий Inter-graph.