Геоінформаційна система« Компас-2 »і можливості її використання для ведення природних кадастрів Росії

Південно-Уральський державний університет

Архітектурно-будівельний факультет

Кафедра містобудування

 

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМНА РОБОТА

 

«Геоінформаційна система« Компас-2 »і можливості її використання для ведення природних кадастрів Росії»

 

Виконав: студ. гр. АС-514

 

Копали К.Д.

Керівник: д.м.н., доц.

Рассказова Н.С.

Челябінськ

2003

 

Введення

Глава 1. Кадастр

1.1.Формірованіе індексних карт-основа ведення кадастру.

1.1.1Індексние карти

1.1.2.Опит Одеси

1.2.Іспользованіе ГІС та ДЗ в земельному кадастрі.

1.3.Автоматізірованная система містобудівного кадастру.

1.3.1.О проекті

1.3.2.О системі

1.3.3.City Analyst

1.3.4.АгсМар

Глава 2. Геоінформаційні системи. Дослідження різних варіантів представлення атрибутивної і просторової інформації в базах даних ГІС та процедури роботи з даними в ГІС

2.1.Общие уявлення про ГІС

2.2.Основні етапи розвитку ГІС

2.3.Карти як основа ГІС. Поняття про геоінформаційному картографуванні

2.4.Тіпи ГІС

2.5.Проблемно-орієнтовані ГІС

2.6.Географія та ГІС

2.7.Географіческая інформація та її подання в базах даних ГІС

2.7.1.Істочнікі просторових даних

2.7.1.1.Данние про природні ресурси та навколишнє середовище

2.7.1.2.Економіческіе та соціально-економічні дані

2.7.2.Проектірованіе географічних баз і банків даних

2.7.3.Позіціонная і семантична складові даних

2.7.4.Представленіе точкових, лінійних і майданних об'єктів в базі даних і на цифровій карті

2.7.5.Об'ектно-орієнтовані та реляційні структури БД

2.7.6.Організація і формати даних

2.7.7.Качество даних і контроль помилок

2.7.8.Позіціонная точність даних і типи помилок

2.7.9.Точность атрибутивних даних

2.7.10.Логіческая несуперечність, повнота, походження

2.7.11.Особенності інтеграції різнотипних даних

2.8.Техніческое та програмне забезпечення ГІС

2.8.1.Требованія до технічного і програмного забезпечення ГІС

2.8.2.Подсістеми реалізації ГІС-технологій в ГІС

2.9.Прімененіе ГІС у різних областях

2.9.1.Геологія та ГІС

2.9.2.ГІС в безнес

2.9.3.Связь та ГІС

2.9.4.ГІС в Військових технологіях

2.9.5.ГІС і транспорт

Глава 3. ГІС-технологія «Компас-2» Коротка характеристика ГВС «Компас-2». Призначення, зміст, сфери застосування.

Глава 4. Розробка варіанти кадастру пам'яток Росії.

Захист даних в ГІС

Охорона праці

Висновок

Список використаних джерел та програмного забезпечення.

Додаток

 

ВСТУП

Державна система кадастрів ділиться на безліч кадастрів, одним з яких є кадастр пам'яток Росії.

Актуальність теми диктується необхідністю створення бази даних про пам'ятки Росії для контролю за їх станом як екологічним так і технічним.

Метою роботи є створення варіанту кадастру пам'яток Росії і прив'язка його (як доповнення) до ГВС «Компас-2».

Завдання дослідження:

Дослідження можливостей використання ГІС «Компас-2» для створення різних видів природних кадастрів, визначення недоліків, пропозиції з доопрацювання.

Створення інструкції користувача по ГВС «Компас-2» для використання її у навчальному процесі в курсі ГІС. Розробка варіантів завдань з відповідями.

Збір даних по пам'ятниках Росії (опис, майстер, фото тощо)

Зведення даних у єдину базу;

Розробка варіанти кадастру пам'яток Росії

Вихідні дані: ГІС-технологія «Компас-2».

Для пошуку даних по пам'ятниках Росії був використаний Internet і матеріали Публічної Бібліотеки.

Практична значимість результатів роботи

Результати виконаної роботи мають наступні напрямки застосування:

в Гос.Думу як доповнення до «Компас-2» (ця ГІС-технологія в даний час там застосовується), або інших державних відомствах

у навчальному процесі, як наочний посібник по пам'ятниках історії, архітектури, природи, як всієї Росії так і окремо взятій області.

1.Кадастр

Здається, сьогодні вже не треба переконувати основну масу фахівців у необхідності використання інформаційних технологій і того виду програмних продуктів, які для стислості називають ГІС, для ефективного створення і використання різного роду кадастрів.

Але існує і сьогодні велика невизначеність в самому понятті "кадастр" - особливо якщо розглядати безліч можливих кадастрів, а не тільки земельний кадастр, І не менша невизначеність, нечіткість існує і навколо поняття "ГІС". Навіть з чисто практичних міркувань оптимального вибору варіанта технології, конкретного програмного і апаратного (як наслідок) забезпечення необхідно дати деякі попередні пояснення. Інакше сам предмет розмови буде дуже невизначеним і важко буде проаналізувати на належному рівні вимоги, які пред'являються тим чи іншим конкретним кадастром і сукупністю кадастрів до функціональних можливостей програмного забезпечення, І тим більше відповісти на питання, як вибрати той програмний продукт, а скоріше набір програмних продуктів, які цим вимогам повністю задовольняють. Або, що більш імовірно, надають базовий інструментарій, що вимагає ще докладання певних зусиль для тонкої настройки на вимоги (і оцінити величину цих зусиль).

У чому проблема з поняттям "кадастр"? А в тому, що цих понять кілька, і формулюванням визначень займалися явно не фахівці з інформатики та наукової термінології. Також і в тому, що проблема визначення такого поняття лежить у відразу декількох площинах:

- У площині геоінформатики як дисципліни, що оперує загальними, що не залежать від області застосування, властивостями просторової інформації та в сфері геоінформаційних технологій, які використовують ці властивості;

- У площині "звичайної" інформатики, так як не вся інформація, яка звертається в кадастрі, має пряме відношення до просторових об'єктів;

- У площині тієї або іншої конкретної предметної області з її специфічними завданнями, що склалися організаційними структурами, термінологією і навіть традиціями;

- У площині правових відносин та економічних відносин, бо поняття "кадастр" завжди пов'язується з урахуванням (реєстрацією) і регулюванням прав власності на якісь об'єкти, а також режимами їх використання.

Нарешті, в нашій конкретній ситуації підхід до визначення поняття "кадастр" має і політичний аспект, тому що слідом за визначенням поняття близько слідують і визначення функцій, завдань, а, значить, прав і можливостей. Причому можливостей вже не знеособлених, а можливостей конкретних організацій, відомств і, можливо, політичних сил та економічних концепцій, домінуючих у відповідних відомствах. У нашій ситуації "кадастр" - справа почасти політичне ще й тому що терміни створення реально функціонуючого кадастру і закладені в нього функціональні можливості здатні істотно вплинути на хід економічного розвитку країни. У першу чергу це мабуть відноситься до земельного кадастру але не тільки. Та й кошти, необхідні для створення системи кадастрів в масштабі країни настільки серйозні, що це теж додає політичне забарвлення всім приймаються в цій галузі рішеннями, у тому числі і визначень понять.

Все це призводить до того, що навколо поняття кадастр, кадастри сьогодні відбувається надто багато суперечок, які нагадують іноді суперечки про те, який даний предмет - "круглий, зелений або твердий?" Одні вважають, що "Кадастр" з великої літери - це власна назва, це Земельний кадастр, і тільки він один як Державний кадастр і є і має бути, все інше - від лукавого і спроби примазатися. Інші перераховують безліч можливих і потрібних видів кадастрів різного призначення - лісовий, мінерально-сировинних ресурсів, нерухомості, водних ресурсів. Йдеться також і про досить комплексних кадастри - містобудівну, урбоекологічних і, нарешті, комплексному територіальному.

Серйозно ускладнює розгляд питання про те, які спільні риси притаманні різним видам кадастрів, які загальні вимоги вони виставляють (якщо виставляють) до функціональності програмного забезпечення, також і множинність використовуваних при обговоренні відомчих і спеціальних термінологій. Абсолютно ідентичні, з точки зору геоінформатики, типи просторових об'єктів і операцій з ними можуть мати абсолютно різні найменування в різних предметних областях, служити різним змістовним цілям і завданням.

У ГІСовскіх пакетах різних виробників - не менша плутанина. Фірмова термінологія навіть розповсюджених пакетів загального призначення часто трудносопоставіма без спеціального аналізу, також зустрічаються і синоніми, і неповні синоніми, і омоніми. Ще гірші справи з термінологією, яка використовується у вузькоспеціалізованих системах - за конкретним призначенням операції пропадає її сутність з точки зору загальної геоінформатики. Сама класифікація ГІС-пакетів, хоча їй чимало вже повідомлень присвячено, залишається сферою на практиці дуже нечіткою. Під словом ГІС сьогодні ховаються дуже різні речі. Миготять ще й терміни LIS (Land Information System - земельна інформаційна система), FM (Facilities Management - системи управління об'єктами розподіленої господарської інфраструктури), AM (Automated Mapping), що іноді перекладають буквально, як системи автоматизованого картографування, забуваючи при цьому, що в реальності це реалізація найпростішого принципу роботи з просторовою інформацією, перед-ГІС, що полягає просто у введенні, зберіганні в комп'ютері і відображенні карт, які сприймаються просто як креслення. До цих пір зустрічається (сподіваюся, що не серед наших читачів) пряме зв'язування поняття "геоінформаційна система" або з географією, або з геологією, або з геодезією. Тоді як зв'язок-то насправді з геоінформатики, і мова в приставці "гео" йде про географічне, просторовому принципі організації інформації, про просторові інформаційних системах, що складають функціональне ядро ​​будь-який "справжньої" ГІС.

У такій ситуації не дивно туманною, що існують проблеми як з формулюванням вимог, що пред'являються тими чи іншими кадастрами до програмного забезпечення, так і з перебуванням правильного їх вирішення. Постараємося, без докладного розгляду специфіки конкретних кадастрів, позначити їх деякі загальні риси, суттєві з точки зору вимог до програмного забезпечення. Далі постараємося дати короткий огляд відповідності існуючого сьогодні програмного забезпечення цим вимогам. При цьому ми не будемо, по можливості, зупинятися на конкретних пакетах і виробників програмного забезпечення. І вже, тим більше, не будемо докладно описувати будь-який пакет В останньому взагалі немає необхідності в світлі даної задачі вибору ПЗ, бо досить переконатися у відсутності будь-то навіть однієї базової, життєво необхідної функції, щоб не розглядати далі цей пакет в якості можливого кандидата на використання в кадастрі (у всякому випадку в якості базового програмного забезпечення). Таким чином, ми можемо помітно оптимізувати процедуру вибору з величезного спектру ПЗ. Досить вибрати в якості ключового то вимога до пакету яке, будучи абсолютно необхідним, відразу ж дозволить відсікти найбільше число кандидатів.

Які це можуть бути вимоги? Базовими для кадастрів будь-якого типу є функції облікові, інвентаризаційні. Відповідно, критично важливим є якість представлення в комп'ютері графічних даних, перш за все, меж об'єктів. Якість в даному випадку не вичерпується тільки повнотою (відсутністю пропусків об'єктів) і малими допусками на точність подання положення кожної лінії порівняно з натурою. Якість цифрової графічної бази в даному випадку - це ще і її коректність, внутрішня несуперечливість. Це внутрішня несуперечність всередині одного тематичного шару - відповідність формального геометричного типу кожного об'єкта його смисловому змісту (я кажу про таку, наприклад, речі, як замкнутість всіх майданних об'єктів. Все, що за змістом своїм є майданним об'єктом, повинна бути представлена ​​замкнутим полігоном, замкнутим не тільки візуально, але і у формальному геометричному сенсі). Усі межі прилеглих полігонів повинні бути в точності однієї і тієї ж лінією, а не просто візуально не відрізнятись двома близькими лініями. У земельному кадастрі абсолютно вся територія, без пропусків, повинна належати якомусь площадному об'єкту - полігону, нехай навіть полігону з атрибутом "немає відомостей". Не повинно бути ніяких, навіть мікроскопічних паразитних полігонів, що походять з неточних відповідників контурів. Та й між різними верствами інформація повинні бути узгоджена.

Всі ці вимоги роблять необхідним використання топологічного контролю в процесі створення кадастрових карт. Я беруся з усією відповідальністю заявити, що ніякі кваліфікація та старанність операторів введення, будь то дігітайзерние технології, сканерних технології з ручною промальовуванням або з використанням програм-векторизатор, не дають необхідної якості карт без використання топологічного контролю. Правда, сьогодні навіть деякі найбільш просунуті вітчизняні пакети по векторизації, типу Easy Trace і MapEdit, включають в себе деякі засоби такого контролю. Це дуже добре, але остаточне редагування карт повинно здійснюватися все-таки в самій ГІС. Тобто, робимо висновок - ГІС пакет або система пакетів, які у кадастр, повинні підтримувати векторно-топологічну модель даних принаймні на якихось етапах роботи і на певному рівні робочих місць,

Мабуть, ще більш істотно наявність топологічного контролю на етапі функціонування кадастрової системи. Численні редагування, особливо що проводяться як окремі розрізнені акти редагування, в різний час і різними виконавцями, неминуче швидко порушать цілісність бази даних без наявності того ж топологічного контролю. Це стосується і цілісності системи зв'язків "графічні об'єкти-атрибути", і коректності взаємин між графічними об'єктами. Часто, кажучи про вимоги кадастрової системи до програмного забезпечення, забувають, що кадастр не створюється один раз назавжди як система, що фіксує існуючі відносини власності на, наприклад, земельні угіддя. Кадастр повинен жити активним життям, і бути здатним відстежувати оперативно і без порушення працездатності всі зміни, що відбуваються.

Зокрема, повинна забезпечуватися згадана цілісність бази даних при її редагуванні, і повинна підтримуватися можливість відстеження історії змін бази даних. Юристи легко підтвердять важливість можливості відстеження такої історії володіння об'єктами власності - земельними ділянками, об'єктами нерухомості - для врегулювання спірних ситуацій. Треба розуміти, що для цього необхідні спеціальні засоби, які відстежують кожну зміну бази даних і провідні журнал таких змін, а не просто зберігання копій станів бази даних в окремі дискретні моменти часу (це, наприклад, забезпечує модуль ArcStorm системи ARC / INFO). А відстежувати зміни просторової БД набагато складніше, ніж непространственних - земельні ділянки не тільки змінюють власника і характер використання, вони ще по ходу їх історії діляться, об'єднуються, змінюють форму і сусідів, У такій ситуації відстеження історії землекористування (наприклад) також вимагає використання векторно- топологічної моделі даних.

Аналітичні функції кадастру, без яких він по суті являє собою бюрократичну систему реєстрації і тільки, також вимагають для реалізації всього спектру необхідних операцій роботи з векторно-топологічних форматом.

Кадастр на значні території, природно, доводиться створювати порціями - по окремих листів карт, окремим стереопара знімків, окремим адміністративним одиницям. Природно, при цьому буде потрібно ув'язка і узгодження по межах карт. Якщо ми хочемо отримати, хоча б деяку автоматизацію та контроль якості в цьому процесі - єдиний вихід - використання тих же топологічних структур даних.

Знову та ж горезвісна топологія! Чи не занадто багато про неї розмов. Багато хто говорить, що це добре, але от всі системи, що підтримують векторно-топологічний формат, дороги, самі структури даних надзвичайно складні і, за рахунок цього, не забезпечують того швидкодії, як більш прості! Відповідь на це повинен бути простий - жоден пакет ГІС, взятий в однині, не забезпечить сьогодні ефективного вирішення завдання побудови і, тим більше, експлуатації кадастру. Потрібно знаходити деяку комбінацію з декількох тісно взаємопов'язаних пакетів різного рівня складності і різної вартості, які поділяють одну й ту ж ідеологію, моделі, формати даних. Це, крім іншого, дозволить також радикально вирішити і проблему вибору апаратної платформи. Ясно, що на деякому рівні кадастру абсолютно необхідно сьогодні - чи буде необхідно завтра (не треба спокушатися!) - Використання комп'ютерів більш потужних, ніж звичні офісні персоналки (чи будуть це потужні сервера і робочі станції на базі lntelовского процесора з Windows NT або RISC / UNIX робочі станції і сервери, це не так принципово). І так само ясно, що рівень масового користувача не може і не повинен бути забезпечений ними, а тільки набагато більш дешевими ПК не самого верхнього рівня. Я не випадково вжив у множині "моделі даних", а не "модель даних", тому що сьогодні є приклади комплексування в одній системі зв'язкових пакетів декількох моделей даних, зокрема, векторно-топологічної та векторної нетопологіческой (наочний приклад - покриття ARC / INFO і шейп-файли), а також і растрової моделей даних.