Григорий Кувшинников, Татьяна Кувшинникова (tkuvshinnikova@dataplus.dol.ru), ДАТА+
Замечательная идея геокодирования табличных данных по адресу была заложена еще в начальных версиях ARC/INFO и ArcView GIS, развивалась во всех последующих версиях и является одной из важных составляющих настольных продуктов семейства ArcGIS (ArcInfo, ArcEditor, ArcView). За последние десять лет адресные системы внедрялись нами в ряде городов России и стран содружества. Обращаясь к накопленному опыту, поразмышляем над некоторыми аспектами этой системы.
Какой порядок дел предполагает адресная система? Какова специфика ее успешной реализации в российских городах, на российских адресных данных? Как “научить” адресную систему работать лучше? В каких задачах, кроме геокодирования, можно использовать адресные данные?
Назначение адреса
На страницах специализированных изданий уже сказано немало слов о значении адресной системы для ГИС населенных пунктов. И она действительно необходима, особенно городам. Адрес в муниципальной ГИС выступает связующим элементом между разрозненными табличными данными городских служб. При помощи процесса геокодирования (сопоставления адресов или поиска по адресу) адресная система позволяет разместить данные, содержащие адрес, в пространстве плана города.
Исследуя проблему адресации, мы обнаружили интересный факт: не существует единых для страны правил адресации объектов недвижимости. В градостроительном кодексе Российской Федерации нет слов “адрес” и “улица”. По сути, каждый муниципалитет решает задачу адресации самостоятельно.
При оформлении документов на землю кроме кадастрового номера объекта требуется почтовый адрес объекта. Кадастровый номер – уникальный номер объекта недвижимости на протяжении всей жизни объекта. Кадастровый номер позволяет идентифицировать объект, но рядовому гражданину этот номер мало доступен и непонятен. В связи с вводом кадастрового учета объектов недвижимости и регистрации прав на землю, с целью взимания соответствующей платы, повысились требования к качеству адресов, еще более актуальной стала потребность ведения адресных данных. Администрации городов стали задумываться о необходимости создания адресного реестра и составлении регламентов присвоения адреса. В некоторых городах службы адресного реестра уже появились. Но, к сожалению, комитеты местного самоуправления не всегда успешно справляются с этой задачей. В лучшем случае, появляются постановления администраций городов или областей о едином порядке присвоения и регистрации адресов объектов недвижимости, но часто они не отражают все нюансы правильной адресации. Доверив дело адресации городским администрациям субъектов федерации, государственные органы не обеспечили их методикой присвоения почтовых адресов.
Рождение адреса
Адрес появляется на этапе проектирования застройки и определяется комитетом по архитектуре и градостроительству. Затем, по факту появления объекта недвижимости, адрес регистрируется в Бюро технической инвентаризации и приобретает официальный статус. Часто, ни Управление архитектуры, ни БТИ не владеют полной и достоверной информацией о существующих адресах. Данные об адресах фиксируются в этих комитетах с одних и тех же документов, но, по итогу, данные обо всех адресах чудесным образом расходятся.
Адресом, как описательным идентификатором объекта недвижимости, пользуются не только почтовые отделения, но и земельный комитет, и кадастровый центр, и комитеты территориального управления, и паспортные бюро, и милиция, и ГИББД, и абонентские службы предприятий города, обслуживающие население. Все они в более или менее полном объеме вводят адреса в свои базы данных учета. Причем последние заносят данные об адресе абонента со слов абонента. Кадастровые центры, как правило, лучше других оснащены компьютерными технологиями, они стараются собрать наиболее полную информацию об адресах и замечают большие проблемы адресации. Но, часто, и кадастровые предприятия не владеют всей информацией об адресах. И, главное, они не влияют на порядок присвоения адресов объектам недвижимости.
Адресная информация
Далее “всплывает” проблема адресных данных. Источниками существующих адресов становятся всевозможные схемы и табличные данные. Самим источникам адресов часто присущи сумбурный способ ввода адреса, ошибки, внесенные оператором базы данных, отсутствие единого принципа записи адреса в таблицы. В разных источниках данных встречаются как различные адреса одного и того же объекта недвижимости, так и различные варианты написания одного и того же адреса. И оказывается, что процесс создания адресного реестра — трудоемкая задача с множеством вопросительных знаков. Более того, процесс этот бесконечен по определению, как и процесс градостроительства. Город постоянно развивается, перестраивается, власть меняется, переименовываются улицы, а данные продолжают вводиться так же (плохо), как и вводились.
Когда мы внедряем адресную систему в очередном населенном пункте, то одновременно наводим порядок в адресных данных и, в то же время, пытаемся приспособиться к сложившемуся в данном городе адресному пространству.
Идеальные адреса
Не имея инструкций адресации объектов недвижимости, попытаемся кратко, следуя интуиции и опыту, описать предполагаемую модель присвоения адресов. Адрес будем рассматривать на уровне населенного пункта, считая, что все адресуемые объекты находятся на его территории.
Адресуемый объект — объект недвижимости. Первичным объектом недвижимости является земельный участок. Земельному участку присваивается адрес. На земельном участке могут располагаться здания. Если это одно здание, то его адрес совпадает с адресом земельного участка. Если на земельном участке больше одного здания, то одно здание имеет адрес, совпадающий с адресом земельного участка, а для адресации других зданий к основному адресу добавляется номер корпуса. Если земельный участок разбивается на более мелкие участки, то появляются адреса с буквами. Причем, при добавлении таких адресов не используются буквы, похожие на цифры (“O”, “З”, “Ч”), и буквы, не имеющие звука (“Й”, “Ы”, “Ц”, “Ш”, “Щ”). Что касается названия адреса, то адрес называется по наименованию транспортных и пешеходных связей между освоенными городскими территориями, вдоль которых они располагаются, или по наименованию жилых микрорайонов. Транспортные и пешеходные связи могут подразделяться на категории, например: проспекты, улицы, переулки, проезды. Чем выше категория, тем больший приоритет имеет ее название при назначении адреса, если фасад основного здания на земельном участке смотрит не на одну, а на две улицы. Адресация внутри микрорайонов определяется своими правилами. Названия улиц и микрорайонов должны быть строго определенными и быть уникальными на всей территории города. Если город присоединяет загородные участки, то возможные, появляющиеся при этом, дублирующиеся названия улиц и микрорайонов должны переименовываться в момент присоединения территории постановлением администрации города. Должны быть приняты сокращенные названия префиксов. Например, проезд (пр.) и проспект (просп.) должны всегда сокращаться таким образом, чтобы не вносить путаницу в адреса. Адреса должны, например, увеличиваться слева направо и снизу вверх, или от центра города к окраинам при радиальной застройке. Слева от дороги, если идти по возрастанию адресов, должны располагаться нечетные адреса, справа от дороги — четные. Улица не должна прерываться другими улицами или микрорайонами. Адреса не должны повторяться.
Структура адреса:
- Префикс;
- Название улицы или микрорайона;
- Номер дома;
- Номер корпуса или буква.
Реальные адреса
Что же мы видим, когда разбираемся с адресами? Повторяющиеся названия улиц в разных районах города; дублирующиеся адреса; различные варианты написания названий проездов; одна улица перемежается другой улицей или разбивается возведенным микрорайоном; сегменты одной улицы идут параллельно или перпендикулярно друг другу; нумерация в параллельно идущих отрезках улицы повторяется или отличается наличием букв; не соблюдаются правила четной и нечетной стороны улицы; не соблюдаются правила последовательного наращивания номеров; внутри микрорайона можно, неожиданно, встретить несколько адресов, именуемых по названию проезда в микрорайоне. Все эти примеры говорят о плачевном состоянии адресации в городах.
Русскоязычным пользователям ArcGIS мы рекомендуем отработанную нами технологию создания адресной системы в городах.
Адресная система
Адресная система предполагает наличие адресных географических данных, ArcGIS, стилей геокодирования, адресных таблиц для применения геокодирования.
Наиболее подходящий из предлагаемых ArcGIS стилей геокодирования был нами русифицирован. Русский стиль геокодирования предполагает следующую структуру адреса в геокодируемой таблице:
- Номер дома (цифра);
- Название улицы;
- Тип улицы;
- Номер корпуса или буква.
Причем, как показывает практика, заносить эти данные лучше в разные поля. Собрать суммарную строку не сложно. Во время геокодирования таблицы выделяется первое число в адресном поле, которое и считается номером дома. Затем выделяется тип улицы по определенным в стиле геокодирования вариантам написания. Все буквы и цифры между номером дома и типом улицы считаются названием улицы. Для увеличения скорости геокодирования создается индекс улицы. Символы, которые стоят после типа улицы, считаются корпусом или расширением номера дома. В процессе геокодирования происходит сравнение значений этих полей с эталоном – созданными ранее адресными данными.
Здесь, кстати, следует заметить, что таблицы, которые приходится геокодировать, как правило, не отвечают этим требованиям. Необходимо проводить предварительную работу по стандартизации адресов. Но, если удается наладить процесс ввода данных в городских службах соответственно словарям и стандартам, то решается большая часть проблем создания адресной системы.
Адресные данные
Таблица «Словарь наименований улиц» — содержит наименования улиц, дорог и других наименований, участвующих в описании адреса. Назначения таблицы: ввод и хранение наименований; справочник наименований; определение каждому уникальному названию уникального кода.
Точечный класс деталей «Адреса» — адресные точки. Назначение класса: ввод и хранение адресов; визуализация адресов; справочник адресов; геокодирование адресных таблиц.
Полигональный класс деталей «Микрорайоны» — полигоны, охватывающие микрорайоны. Назначение класса: ввод и хранение микрорайонов; визуализация границ микрорайонов; справочник микрорайонов.
Линейный класс деталей «Дороги» — осевые линии улиц, дорог, внутриквартальных проездов, не проезжих поименованных улиц, городская черта, основные железнодорожные пути, сегментирующие территорию города. Все линии разбиты в местах пересечения и соединены между собой. Атрибутивная таблица, кроме адресной информации, содержит информацию о времени движения по дороге в одну и другую сторону. Основное назначение класса: ввод и хранение дорог; визуализация дорог; справочник наименований улиц; геокодирование адресных таблиц. Дополнительное назначение класса: решение задачи маршрутизации по сети дорог (рис. 1); построение класса данных «Массивы»; построение класса данных “Таксономические единицы”.
Рис. 1. Пример расчета оптимального пути по геометрической дорожной сети с учетом времени движения по ребрам и соединениям сети.
Для наиболее полного представления дорожной сети базу данных мы дополняем классом деталей «Узлы дорог».
Точечный класс деталей «Узлы дорог» содержит узловые детали, которые обозначают пересечения дорог. Перекрестки и железнодорожные переезды имеют не нулевое значение в поле времени проезда узла.
Для реализации сети дорог необходимо на базе классов «Узлы дорог» и «Дороги сетевые» создать классы деталей, которые представляют собой соединения и ребра геометрической сети. Остается добавить сетевые данные в ArcMap, в меню «Настройка» выключить сетевые утилиты, настроить сеть на расчет оптимального пути по определенным полям сетевых классов и, задав начальную и конечную точку сети, ждать результата расчета.
Связи между данными
Рассмотрим два класса связи, определяемых для работы адресной системы.
Класс связи «Улица» – связь между таблицей «Словарь наименований» и линейным классом «Дороги» по полю «Код улицы».
Класс связи «Адрес» – связь между таблицей «Словарь наименований» и точечным классом «Адрес» по полю «Код улицы» (рис. 2).
Рис. 2. Классы связи «Улица» и «Адрес». Цифра “2” на рисунках — код улицы.
Таблица «Словарь вариантов наименований», как и Словарь наименований, содержит наименования улиц, дорог и другие наименования, участвующие в описании адреса, а также названия, дополняющие этот список. Это могут быть названия – переименования или другие варианты написания названия, например: Р. Люксембург, Люксембург, Розы Люксембург, Люксембург Розы и т.д. Все варианты наименования имеют один и тот же «Код улицы» равный коду улицы в таблице «Словарь наименований». Эта таблица, как и «Словарь наименований», связывается по полю «Код улицы» с классами «Адреса» и «Дороги»; словари наименований связываются между собой. Такую таблицу вариантов наименований мы создаем для того, чтобы предусмотреть большинство вариантов названий, встречающихся в поступающих на геокодирование таблицах.
Проверка адресных данных
Для проверки адресных данных мы реализовали дополнительное приложение. Для работы этого приложения необходимо структуру базы данных дополнить классом деталей «Векторы связи».
Линейный класс деталей «Векторы связи» содержит линии, которые соединяют адресные точки и ближайшие сегменты улиц при условии совпадения кода улицы в атрибутивных таблицах.
Приложение позволяет создать и редактировать векторные связи для выбранного множества адресных точек, а также проверять целостность слоя. Вектора, длина которых превышает 200 метров, считаются потенциально ошибочными адресами, и таким записям в поле «ERROR» присваивается признак ошибки. На такие вектора следует обращать внимание при проверке адресных слоев (рис. 3).
Рис. 3. Пример. Ошибки в адресах, вероятно, соответствуют векторам, длина которых превышает 200м. Такие вектора отображены красным цветом.
Для корректного ведения данных целесообразно установить топологические отношения между деталями одного класса и между различными классами адресных данных, например, запретив пересечение полигонов, указав на правило совпадения границ таксономических единиц и дорог, обязательность попадания адресных точек в полигоны земельных участков. Топология реализована в версии ArcGIS 8.3. Время от времени проверяя взаимоотношение данных, можно исправлять ошибки при помощи стандартных/расширенных инструментов редактирования, или помечать некоторые ситуации как исключительные.
Геокодирование адресных таблиц
Когда мы, наконец, получим все классы адресных данных и таблицы, которые хотим геокодировать, или отдельные адреса, которые хотим найти на карте, то проводим сам процесс геокодирования.
Геокодирование выполняется в несколько шагов. Сначала входную таблицу геокодируем по адресным точкам. При этом данные, которые геокодировались со 100% рейтингом, размещаются непосредственно на адресные точки. Выбираем записи, рейтинг геокодирования которых меньше 100%. Геокодируем эти данные по улицам. Эти данные геокодируются с точностью до квартала. Точки размещаются слева и справа от сегмента улицы, который содержит данные адреса. Выбираем записи, которые геокодировались с меньшим рейтингом (они могут оказаться размещенными непосредственно на линии), и пытаемся разместить их на карте вручную с точностью до квартала. Могут остаться записи, рейтинг которых равен 0. Если мы предполагаем и эти записи разместить на карте, то выделяем их из таблицы, добавляем X и Y поля, приписываем им любую пару координат (например, X=0; Y=0) и добавляем на карту с этой координатой. Затем размещаем их вручную. Все положительные результаты геокодирования объединяем в один слой.
При геокодировании выявляются “пробелы” в адресных данных. Постепенно, геокодируя таблицу за таблицей, мы дополняем и актуализируем адресные данные, и каждая последующая стадия геокодирования оказывается более успешной, чем предыдущая.
Примеры использования адресной системы
Вариантов использования информации, содержащейся в адресной системе, великое множество, вот некоторые из них:
- Издание картографических альбомов: атласы, телефонные справочники и т.д.;
- Анализ ситуации по насыщенности событиями: геокодирование избирателей из базы данных ГАС “Выборы” и определение предпочтений населения в отдельных районах города, геокодирование результатов опросов жителей города и выявление проблемных зон по заданным критериям, геокодирование телефонных справочников и оценка телефонизации районов города с целью определения области развития телефонной сети;
- Зонирование территории: геокодирование избирателей и определение избирательных участков с учетом нормы избирателей на участок, зонирование почтовых участков, определение оптимальных зон для проведения инвентаризации объектов с учетом количества объектов и площади территории;
- На основе слоя “Таксономические единицы” и слоя “Улицы и дороги” описание границ зон: избирательных участков, зон градостроительной ценности, милицейских зон патрулирования.
- Вызов и просмотр связанной информации: просмотр фотографии здания, просмотр видеофильма, снятого при движении по дороге с целью инвентаризации качества дорог или дорожных знаков.
На сайте ESRI опубликован прототип адресной модели данных — ArcGIS Streets And Addresses Data Model (рис. 4), принцип организации данных в которой сходен с предлагаемой нами системой адресных данных. Разрабатываемые по инициативе ESRI модели данных для разных прикладных направлений представлены по адресу support.esri.com/datamodels.
Рис. 4. Адресная модель данных с сайта ESRI (фрагмент).
Заключение
Создание адресной системы – сложная и кропотливая задача. Адресные данные требуют постоянного внимания. Ведение адресных данных должно происходить при тесном взаимодействии со службами, назначающими адреса. Присваивать новые адреса объектам недвижимости необходимо с учетом существующих адресов, адресных данных. Адресная система в рамках ArcGIS может вам в этом помочь. Адресная система населенного пункта должна быть открыта для использования на всех уровнях.
