Автоматизированные системы проектирования в землеустройстве

Автоматизированная система, обеспечивающая решение отдельных задач землеустроительного проектирования с системных позиций, является частью единой интегрированной системы землеустроительного проектирования. Необходимо отказаться от еще достаточно распространенных взглядов на возможность создания таких систем как автономных и тем более от взглядов, которые трактуют автоматизированную систему как простой набор самостоятельных задач по автоматизации расчетов и графического проектирования в сфере землеустройства. Такой упрощенный подход не приносит ожидаемого эффекта, так как требует создания для каждой отдельной задачи своей информационной базы и технологии ее получения, нормативной базы, технологии использования результатов каждой задачи в проектировании, что приводит к параллелизму и дублированию при сборе и предварительной обработке информации.

Система автоматизированного  землеустроительного проектирования в процессе функционирования должна обеспечивать:

обработку первичной информации о земельных ресурсах (их качестве, количестве и распределении по землепользователям), результатах использования земель и осуществлении в натуре землеустроительных мероприятий;

накапливание информации и ее генерализацию в соответствующих базах данных на каждом иерархическом уровне системы;

аккумулирование и поддержание  на различных уровнях системы экономических и технологических нормативов, связанных с организацией использования земельных ресурсов;

генерирование ответов на стандартные и нестандартные  справочные запросы конечных пользователей САЗПР.

Состав программных модулей, включенных в систему, должен обеспечивать комплексное решение взаимосвязанных  задач землеустройства с получением экономического эффекта от внедрения средств автоматизации по следующим направлениям:

автоматизация типовых решений, когда однократно проведенная работа по трудоемкой обработке и вводу нормативно-справочной и исходной информации в последующем может многократно использоваться на однотипных объектах;

сокращение затрат трудовых ресурсов в связи с ликвидацией  ручной обработки;

повышение качества землеустроительных проектных решений за счет использования  комплексного экономико-математического  моделирования, многовариантной проработки проектов, современных методов и технических средств, расширяющих диапазон возможностей проектировщика в принятии решений;

понижение квалификационных требований в области землеустройства к пользователям автоматизированных систем (так как в них реализованы всесторонне обоснованные математические алгоритмы, система новейших методов и технологий решения землеустроительных задач).

Качество программного обеспечения — это совокупность его свойств, обеспечивающих удовлетворение требований пользователей: правильность, надежность, модифицируемость, экономичность, мобильность (возможность переноса его из одной среды функционирования в другую с минимальными затратами).

Программно-техническим  комплексом (ПТК) называется взаимосвязанная совокупность программно-методических комплексов и средств технического обеспечения.

При проектировании и создании элементов системы автоматизированного землеустроительного проектирования следует базироваться на рассмотренные выше концептуальные положения. При этом в соответствии с концепцией надежности целесообразно использовать единые требования к ее элементам (которые, являясь системой формальных показателей, обеспечивают сопоставимость в подходах к этим элементам и их оценке).

Учитывая многообразие возможных  программных реализаций для землеустройства, рассмотрим только те из них, которые  укладываются в систему схема — проект — рабочий проект.

Плановый материал при  землеустройстве может быть представлен  штриховыми контурными планами (или  фотопланами), тематическими картами и схемами (почвенными, геоботаническими и т. д.), а также аэро- и космическими фотоснимками. В зависимости от вида используемого планового материала и программных средств применяют различные технологии обработки и представления планового материала в цифровом формате.

Ввод графических данных может осуществляться с помощью  сканеров и дигитайзеров, прочей информации — в режиме диалогового и пакетного вводов. Возможно также считывание информации любого типа с магнитных носителей электронных тахеометров, кассет стриммера, дискет, CDR, DVD и т. д.

Сканер (сканирующее устройство) — это устройство аналого- цифрового преобразования изображения для его автоматизированного ввода в ЭВМ в растровом формате; сканированием называется преобразование изображения в цифровую растровую форму.

Дигитайзер — это устройство для ручного цифрования картографической и графической документации в виде последовательности точек методом потокового ввода, при котором генерируется поток координатных пар через равные промежутки времени.

Исходную информацию, а  также данные, полученные в результате ее обработки (как графические, так и текстовые), удобнее хранить рассортированными по тематическим слоям в базах данных. При этом графические базы данных должны быть связаны с текстовыми таким образом, чтобы по любому изображению можно было легко найти соответствующую текстовую информацию, и наоборот.

Для работы в любой автоматизированной системе пользователь создает проект, который позволит корректно хранить  и обрабатывать данные, относящиеся к определенному объекту, и управлять ими. Поэтому система должна обеспечивать следующие функции:

создание набора директорий, в которых будет размещаться  входная, выходная и служебная информация;

генерирование баз данных;

описание таблиц семантических  баз данных, в том числе для  интегрированных слоев;

задание установочных параметров системы (разрешение, цензы, точности, единицы измерения, параметры переходов в разные системы координат и т. д.);

описание слоев пользователя, классификаторов, их привязки к слоям;

регистрирование пользователей, паролей, разграничение уровня доступа для разных пользователей и т. д.

Изображение на исходном графическом  материале практически всегда имеет какие-либо погрешности (например, связанные с деформацией носителя). В одних случаях их удается исключить полностью, в других — частично. Для этой цели применяются специальные процедуры коррекции, которые должны позволять:

приводить изображение на карте к теоретической трапеции по координатам углов рамки и  координатной сетке;

оценивать точность результатов  коррекции;

корректировать отсканированное  изображение по точным значениям координат опорных точек различными методами (например, аффинного, проективного, полиномиального или иного преобразования).

Для обработки фотоснимков  необходимо, чтобы САЗПР осуществляла цифровое ортофототрансформирование. Метод коррекции выбирает пользователь. Довольно распространена ситуация, когда исходное изображение сканируется по частям. В этом случае возникает необходимость в объединении фрагментов в единое изображение с геометрической коррекцией, контролем и редактированием по линии сшивки. Более общей является проблема объединения нескольких карт со сводкой и редактированием изображения по рамкам.

Исходная графическая  информация может иметь различную  геодезическую и математическую основу. Для совместной обработки и дальнейшего использования таких данных необходимы функции преобразования — из одной картографической проекции в другую, из прямоугольных координат проекции в геодезические, из одной системы геодезических координат в другую, с эллипсоида на эллипсоид, из местной системы координат в государственную и наоборот (по заданным ключам перехода или на основе установления аналитических зависимостей).

Вся графическая информация должна распределяться по тематическим слоям (например, топография и угодья; кадастровые границы; границы земель с ограничениями в их использовании; деградированные земли и т.д.).

Число, тематика и названия слоев должны определяться пользователем  на этапе проектирования.

Слой —это совокупность однотипных (одной мерности) пространственных объектов, относящихся к одной теме {классу объектов) в пределах некоторой территории и в системе координат, общей для набора слоев.

Необходимо, чтобы одному и тому же слою могли принадлежать точка, линия, полигон, внемасщтабный условный знак и текст, а каждому из слоев при необходимости могли быть приписаны свои классификаторы типов точек, линий, полигонов, заливок, штриховок и условных знаков. Перечисленные объекты можно определить следующим образом.

Точка — это  объект, характеризуемый координатами и ассоциированными с ними атрибутами.

Узел — это начальная или конечная точка дуги в векторном представлении пространственных объектов типа линии или полигона, имеющая атрибуты и устанавливающая топологическую связь со всеми замыкающимися в ней дугами.

Линия — пространственный объект в векторном представлении, образованный последовательностью не менее двух точек с известными плановыми координатами.

Полигон — двухмерный объект в векторном представлении, образованный замкнутой последовательностью дуг или сегментов, идентифицируемый внутренней точкой и ассоциированными с ней значениями атрибутов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Каких принципов  необходимо придерживаться при  формировании баз данных?

 

Автоматизированные  банки данных графической и атрибутивной информации, типовых решений (элементы EBG, ЕВТ и ЕВХ) представляют собой систему математических, программных, информационных и лингвистических средств, обеспечивающих решение задач накопления, хранения, обработки и предоставления информации о графических объектах и связанных с ними семантических характеристиках, параметрах расчета, реализациях отдельных проектных решений. В них накапливается информация о фактической результативности и эффективности наиболее типичных землеустроительных мероприятий с целью последующего использования в конструктивных подсистемах САЗПР для планирования, проектирования и обоснования землеустроительных мероприятий в перспективе.

Информация, хранимая в автоматизированных банках, состоит из баз данных, управляемых  соответствующими СУБД, и содержит справочные данные, системы документации, классификаторы и кодификаторы, прогнозы и планы, типовые проектные решения.

Каждая такая база данных содержит сведения о пространственных объектах, включая их позиционную и непозиционную (атрибутивную) составляющие, организованные по определенным правилам, относящимся к их описанию, хранению и преобразованию. При этом позиционная часть данных обычно организуется и управляется собственными программными средствами САЗПР, а атрибутивная — той или иной коммерческой СУБД.

При формировании баз данных реализуются следующие принципы:

информационного единства, предполагающий использование единой системы классификации, условных обозначений  и символов, терминологии и размерности данных, проблемно-ориентированных языков, способов представления и кодирования однородной информации, обеспечение уникальной идентификации объектов;

надежности хранения информации, что означает возможность ее возобновления  в случае разрушения и обеспечения  адекватных реакций на ошибочный  запрос;

избыточности (контроль за объемом  хранимой информации, полнотой исходных данных, недопущение повторного ввода  информации);

комплексности (регламентирование  информационных связей между всеми  задачами, решаемыми при обосновании  проектов внутрихозяйственного землеустройства, унификация форм и методов обращения к информации);

динамичности и достоверности  используемых показателей, допустимой точности их определения;

однородности информации (обеспечение уникальной идентификации данных);

прогрессивности (обеспечение  возможности расширения информационных массивов с учетом перспектив развития САЗПР);

переносимости (возможность  изменения физической реализации базы данных на конкретных машинах и носителях без изменения ее логической организации).

Особое значение в рамках функциональной структуры САЗПР  имеет автоматизированный банк атрибутивных данных (подсистема специального информационно-нормативного обеспечения). Строго говоря, эту подсистему следует рассматривать скорее как обеспечивающую, так как ее главная функция — аккумулирование, создание и ведение базы специальной информации и нормативов, не содержащихся в стандартных компонентах информационного обеспечения, но необходимых для автоматизации проектирования в главных функциональных подсистемах САЗПР и предназначенных в основном для внутреннего использования.

Тем не менее то обстоятельство, что данная подсистема предназначена для создания самостоятельного информационного продукта, который может поставляться и внешним потребителям, делает целесообразным ее включение в число функциональных подсистем САЗПР. Это позволяет более четко выстроить связи всех остальных функциональных подсистем и избежать ошибок в определении их функций.

Обслуживание базы данных заключается в постоянном ее пополнении и корректировке информации. Периодичность этих операций зависит от степени консервативности содержащейся в ней информации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. В чем заключается общая технология подготовки проекта для перевода его в ГИС или САПР?

 

В землеустроительном проектировании все шире используются методы графического компьютерного проектирования. При  этом технология работ независимо от применяемых программных средств состоит из следующих главных элементов:

ввод планового материала  объекта землеустройства в компьютер;

редактирование введенного изображения с целью получения  хорошего растра;

цифрование растра с вводом семантики по слоям;