Земельно-информационная система Республики Беларусь

Юзефович К.Ю., Директор республиканского унитарного предприятия «Информационный центр земельно-кадастровых данных и мониторинга земель», г. Минск, Беларусь, e-mail: Iczem_KU@Infonet.by

Land Information system of Belarus Republic

Введение

Геоинформационные системы и технологии являются неотъемлемой частью глобального процесса информатизации нашего общества. Сегодня с их помощью решается множество задач, связанных с анализом и обработкой пространственно-атрибутивных данных практически во всех областях человеческой деятельности: политика и экономика, наука и образование, здравоохранение и экология, оборона и охрана общественного порядка, управление и планирование. Одним из приоритетных направлений применения ГИС, с которого собственно и началось их внедрение, является сфера землеустройства и земельного кадастра.

Для обеспечения работы с данными землеустройства и земельного кадастра Республики Беларусь предназначена геоинформационная составляющая в виде Земельно-информационной системы (ЗИС).

Кодекс Республики Беларусь «О земле» дает следующее определение ЗИС: земельно-информационная система Республики Беларусь – это комплекс программно-технических средств, баз пространственно-атрибутивных данных, каналов информационного обмена и других ресурсов, обеспечивающий автоматизацию накопления, обработки, хранения и предоставления сведений о состоянии, распределении и использовании земельных ресурсов в электронном виде, в том числе средствами геоинформационных технологий (ст. 1 Кодекса).

Статьей 79 Кодекса определено, что информационное обеспечение и автоматизация землеустройства осуществляются средствами земельно-информационной системы, создание и ведение земельно-информационной системы осуществляются за счет средств республиканского бюджета.

Назначение и задачи ЗИС

Согласно техническому кодексу установившейся практики ТКП 010-205(04030) «Земельно-информационная система Республики Беларусь. Основные положения» основными задачами ЗИС являются: создание и поддержание в актуальном состоянии картографической модели состояния и использования земельных ресурсов республики – цифровой земельно-кадастровой карты ЗИС; информационное обеспечение и автоматизация землеустроительной деятельности на территории страны.

Цифровая земельно-кадастровая карта ЗИС может отражать современное, прогнозное (перспективное) и прошлые (ретроспективные) состояния и использование земельных ресурсов Республики Беларусь.

Информация Цифровой земельно-кадастровой карты ЗИС используется при изготовлении землеустроительной документации:

• схем землеустройства административно-территориальных и территориальных единиц;
• проектов установления границ административно-территориальных и территориальных единиц;
• проектов предварительного размещения, отвода, установления и восстановления границ земельных участков;
• проектов межхозяйственного и внутрихозяйственного землеустройства, рекультивации нарушенных земель, защиты почв от эрозии и других, связанных с использованием и охраной земель;
• материалов поучастковой кадастровой оценки земель сельскохозяйственного назначения;
• материалов по инвентаризации земель;
• земельно-кадастровых, почвенных, геоботанических и других тематических карт, планов, атласов состояния и использования земельных ресурсов;
• материалов статистической отчетности по использованию земельных ресурсов административно-территориальных единиц;
• материалов контроля за использованием и охраной земель;
• материалов текущего учёта земель.

Состав, содержание, порядок создания и эксплуатации ЗИС определены рядом нормативно-правовых технических актов:

• ТКП 010-2005 (04030) Земельно-информационная система. Основные положения.
• ТКП 012-2005 (04030) Земельно-информационная система. Порядок эксплуатации.
• ТКП 013-2005 (04030) Земельно-информационная система. Правила заполнения формуляра Локальной ЗИС.
• ТКП 020-2005 (04030) Земельно-информационная система. Порядок контроля и приемки работ по созданию Локальной земельно-информационной системы.
• ТКП 055-2006 (03150) Земельно-информационная система. Порядок создания.
• ТКП 034-2006 (04030) Земельно-информационная система. Правила построения, изложения, оформления и содержания технических отчетов о выполненных работах по созданию Локальных ЗИС.

Структура и содержание ЗИС

Земельно-информационная система Республики Беларусь – это распределённая, топологическая, дискретная, послойно организованная в пространстве и во времени система.

Под термином «распределенная система» понимается принцип территориального разделения процессов формирования и эксплуатации ЗИС (рис. 1). В этом смысле, в соответствии с перечисленными правовыми нормативными актами, ЗИС Республики Беларусь состоит из:

• локальных ЗИС – ЗИС административных районов, городов;
• региональных ЗИС – ЗИС областного уровня;
• центральной ЗИС – ЗИС республиканского уровня.

Рис. 1. Структурная схема ЗИС Республики Беларусь.

Под топологией подразумевается соблюдение определенных «топологических» правил описания пространственных объектов слоев ЗИС. Например, для слоя земельных участков определены правила «Не должны перекрываться» и «Не должны иметь пробелов».

Под дискретностью понимается, во-первых, использование при цифровом описании пространственных объектов допуска неразличимости равного 0,01м., а, во-вторых, формирование и хранение векторной части модели в границах административных районов, а растровой части – в рамках трапеций листов соответствующих карт и планов. В хронологическом аспекте информация ЗИС состоит из покрытий: прошлого, текущего и будущего (прогнозного) состояния и использования земельных ресурсов.

Послойная организация информации ЗИС в пространственном аспекте является, с одной стороны, условием и следствием топологичности, то есть различные типы объектов (точечные, линейные, площадные) должны быть представлены разными слоями, с другой стороны, – важнейшим условием функциональности системы, определяемым требованием нормализации пространственно-атрибутивной информации ее базы данных.

Группы слоев ЗИС могут содержать в себе один или более слоев пространственной информации различного типа. Их перечень приведен в таблице.

Пространственные слои базы данных ЗИС

Примеры пространственной информации базы геоданных ЗИС Минского района приведены на рисунках 2-4.

Рис. 2. Фрагмент комплексной земельно-кадастровой карты.

Рис. 3. Фрагмент фотокарты границ по данным аэрофотосъемки масштаба 1:6000.

Рис. 4. Фрагмент фотокарты границ и видов земель на основе съемки Quick Bird.

Формирование ЗИС

Технологии формирования базы геоданных ЗИС постоянно, с появлением новых знаний и программно-технических средств, совершенствуются. В настоящее время общая схема выполнения работ в приложении к локальному уровню выглядит следующим образом (рис. 5).

Рис. 5. Технологическая схема создания БГД Локальной ЗИС по материалам аэрофотосъемки.

Согласно техническому кодексу [1], пространственные данные ЗИС представляются в системе координат СК-63. Точность отображения пространственных данных для объектов (предметов и контуров) в границах населенных пунктов должна соответствовать точности топографических планов масштаба 1:2000, а для объектов (предметов и контуров) на остальной территории – топографических карт масштаба 1:10000. Это значит, что средние ошибки в плановом положении объектов местности и чётких контуров относительно ближайших пунктов и точек геодезической основы не должны превышать: в первом случае 1 метра, а во втором – 5 метров (0,5 мм в масштабе соответствующей земельно-кадастровой карты ЗИС).

Согласно инструкции [5], предельные уклонения контрольных точек на ортофотопланах не должны превышать 0,7 мм в равнинных и всхолмленных районах, то есть для масштабов 1:2000 и 1:10000 это составит 1,4 и 7,0 метров, соответственно.

Кроме того, этой же инструкцией регламентируется величина элемента геометрического разрешения растровых фотопланов Pp, которая должна быть не хуже значения, определенного по выражению: Pp = 70*Мк/Мс, где Мк и Мс – масштабы создаваемого ортофотоплана и исходных АФС, а 70 – требуемое графическое разрешение ортофотоплана в мкм (~400 dpi). Из этого следует, что при качестве изображения ортофотопланов 300-400 dpi (принтеры с фотографическим качеством печати имеют разрешение 300 dpi и выше) разрешение космических снимков должно быть не хуже 0.847-0.635, 0.423-0.317 и 0.169-0.127 метров на пиксель для масштабов 1:10000, 1:5000 и 1:2000, соответственно.

Из этих требований очевидно, что для создания (обновления) растровой основы ЗИС городов требуется выполнять аэрофотосъемку, а для создания (обновления) растровой основы остальной территории могут быть использованы материалы космической съемки высокого разрешения.

По состоянию на 2010 год в Республике Беларусь были созданы локальные земельно-информационные системы на территорию 49 административных районов и 98 населенных пунктов. Если крупные населенные пункты были покрыты земельно-информационными системами более чем на 60%, то административные районы – лишь на 40%. Картограмма состояния работ по созданию и эксплуатации Локальных ЗИС в 2010 году приведена на рисунке 6.

Начиная с 2011 года, подход к созданию ЗИС Республики Беларусь видоизменился. Было принято решение о её поэтапном создании. В течение 2011–2012гг. были созданы ортофотопланы и выполнена оцифровка слоев «Земельное покрытие» и «Мелиоративное состояние» на всю оставшуюся территорию страны. Планируется, что в 2013 году будут завершены работы по оцифровке остальных слоев ЗИС, то есть локальными земельно-информационными системами будет покрыта вся территория Республики Беларусь.

Эксплуатация ЗИС

Развертывание, встраивание ЗИС в существующие бизнес-процессы землеустроительной и геодезической службы районов и городов республики осуществлялось поэтапно:

• на первом этапе по существующим землеустроительным планшетам подготавливалась в виде растрового каталога геопривязанная в СК-63 земельно-кадастровая карта. С нее начинается база геоданных локальной ЗИС – автоматизированного рабочего места специалиста-землеустроителя;
• на втором этапе по результатам аэро- или космосъемки подготавливались растровые геопривязанные к СК-63 ортофотопланы, с помощью растрового каталога организованные в ортофотокарту на всю территорию локальной ЗИС. Тем самым решался вопрос обновления ситуации растровой картографической основы, сокращались выезды на места при решении землеустроительных задач, но, по-прежнему, из-за отсутствия векторного слоя видов земель целый ряд задач по учету земель автоматизации не поддавался;
• на третьем этапе подготавливался векторный слой видов земель, и база геоданных ЗИС приобретала завершенный вид, позволяющий автоматизировать большинство задач землеустройства, тем более что за время эксплуатации системы ее персонал приобрел необходимые знания и навыки.

Рис. 6. Состояние работ по созданию земельно-информационной системы Республики Беларусь на конец 2010 года.

Одновременно с заполнением базы геоданных ЗИС информацией происходило наращивание ее функциональности. На первых порах база геоданных ЗИС была представлена в виде растрово-векторной земельно-кадастровой карты района или города. Специалист-землеустроитель ее просматривает, масштабирует, панорамирует, выполняет атрибутивный и визуальный поиск объектов карты, изучает их атрибутивные данные, выполняет определение координат, измеряет длины линий на карте, выводит ее фрагменты на печать или вставляет в другие электронные документы. Его функции по обновлению базы геоданных локальной ЗИС заключаются в сборе и оформлении документов – оснований для внесения изменений в базу геоданных ЗИС, плюс геопривязка этих документов с помощью цифровой земельно-кадастровой карты. Собственно изменение базы геоданных локальной ЗИС выполняет служба эксплуатации региональной ЗИС. Такой режим работы локальной ЗИС полностью обеспечивается бесплатной программой ArcReader системы ArcGIS.

По мере роста квалификации сотрудников и обновления базы геоданных новой растровой планово-картографической основой, локальные ЗИС оснащаются более мощными программными системами на основе ArcGIS ArcView. На службы эксплуатации локальных ЗИС – землеустроительную и геодезическую службу районов или городов – возлагаются все задачи по подготовке документов-оснований и собственно само изменение базы геоданных ЗИС. За службой эксплуатации региональных ЗИС остаются задачи периодической проверки топологической корректности рабочего покрытия и формирования в конце года эталонного покрытия локальных ЗИС, по которым выполняются экспликации и формируются годовые отчеты о наличии и распределении земель района или города.

Программно-технический комплекс

Традиционно, в любой информационной системе, в том числе и в ЗИС, помимо собственно базы данных выделяют подсистемы ввода информации, ее обработки и вывода.

Центральное место во всех подсистемах ЗИС занимает программное ГИС обеспечение ArcGIS. В разных сочетаниях программные продукты ArcGIS позволяют выполнить задачи обработки, хранения, использования пространственно-атрибутивных данных любого уровня сложности, практически во всех сферах человеческой жизнедеятельности. Фактически и практически ArcGIS становится технологической платформой для создания корпоративных, региональных и отраслевых ГИС.

Уникальные возможности ArcGIS по интеграции различных типов данных и документов делают ее эффективным и естественным решением для построения фундамента информационной системы, такой как ЗИС Республики Беларусь. Выбор надежной современной геоинформационной платформы ArcGIS, определенный в технических нормативных правовых актах, позволяет полностью раскрыть мощный потенциал ГИС-технологии и успешно развивать ее в будущем. Архитектура ArcGIS обеспечивает внедрение ГИС-функциональности в работу землеустроительной службы на разных организационных уровнях: на серверах и персональных компьютерах в локальных сетях организаций, на переносных компьютерах и, с помощью Web, – в полевых условиях. Поддерживается работа как отдельных пользователей, так и многопользовательский, в том числе удаленный режим обработки и анализа данных отделов и организаций.

Организация растровых пространственных материалов (растровых, сканированных карт и планов, цифровых ортофотопланов) рекомендуется в виде растровых каталогов базы геоданных ArcGIS, которые обеспечивают не только хранение растровых данных в таблицах СУБД, но и их аннотирование (дата состояния местности, масштаб или разрешение, исполнитель и т.п.) с помощью дополнительных атрибутов таблиц. Локальный или удаленный доступ к данным «растровых каталогов», смена систем координат и проекций при их просмотре, символизация и изменение ее в зависимости от масштаба обеспечиваются всеми составляющими, представленными в ArcGIS.

Использованные нормативные источники

1. ТКП 010-2005 (04030) Земельно-информационная система. Основные положения.
2. ТКП 012-2005 (04030) Земельно-информационная система. Порядок эксплуатации.
3. ТКП 013-2005 (04030) Земельно-информационная система. Правила заполнения формуляра Локально ЗИС.
4. ТКП 020-2005 (04030) Земельно-информационная система. Порядок контроля и приемки работ по созданию Локальной земельно-информационной системы.
5. ТКП 055-2006 (03150) Земельно-информационная система. Порядок создания.
6. ТКП 034-2006 (04030) Земельно-информационная система. Правила построения, изложения, оформления и содержания технических отчетов о выполненных работах по созданию Локальных ЗИС.
7. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов / Комзем. – Минск, 2003 г.