2.4. Цифровые карты, геоинформационные системы (гис) и их использование в деле охраны памятников истории и культуры

Цифровые карты создаются на базе компьютерных тех­нологий по данным аэрокосмических и наземных съемок, а также путем дигитализации (цифрования) уже имеющихся так называемых «бумажных» или традиционных топогра­фических карт. Цифровая топографическая основа регуляр­но обновляется. Для земельно-кадастровых, инженерных и других служб необходима крупномасштабная цифровая топооснова: 1:500 и 1:2 000. Для связывания с системами, ос­нованными на адресных данных, нужна топооснова 1:5 000 и мельче.

Работы по созданию цифровых топографических карт выполняются в России с 1993 г. предприятиями Роскартографии. Созданы цифровые карты масштабов 1:1000 000 и 1: 200 000. В настоящее время ведутся работы по созда­нию крупномасштабных цифровых карт масштабов 1:10 000 и 1:25 000 для городов и 1:50 000 на отдельные регионы страны. Фонд цифровых картографических данных формиру­ется и поддерживается «Госгисцентром».

Переход к цифровым картам является по существу рево­люционным шагом во всей геодезической службе. Цифро­вые карты имеют следующие преимущества по сравнению с традиционными топографическими картами:

1. существенно, на порядок, увеличивается объем инфор­мации о территории, что соответственно расширяет круг пользователей;

2. информация может быть представлена в режиме ре­ального времени;

3. возможно оперативное решение многих проблем, ко­торые ранее не могли быть решены;

4. информация выдается в разных формах изображения, в том числе в виде пространственных модулей местности (3D — моделирование), в мультимедийном виде и др.

Геоинформационные системы (ГИС) — это по существу компьютерная энциклопедия, обеспечивающая сбор, хране­ние, обработку и визуализацию различной информации о территории. ГИС создаются на основе цифровых карт и под­разделяются как по охвату территории (ГИС -- региона, ГИС — города и др.), так и по назначению (многоцелевые, специализированные и др.).

Например, ГИС города формируется по данным архи­тектурно-планировочных и градостроительных организаций, земельных комитетов, экологических, геодезических, инже­нерных служб.

Традиционная структура построения ГИС (рис. 26) — это:

1. пространственные данные, т.е. слои цифровой карты;

1. атрибутивные (семантические) данные с характерис­тикой каждого объекта (базы данных — БД).

Например, для архитектурных сооружений в БД вводят­ся следующие данные: адрес, этажность, материал построй­ки, вид собственности, год постройки и т.д.

Между пространственными и атрибутивными данными поддерживается постоянная связь. Объекты, представленные пространственными данными, разделяются на 3 группы: точ­ки, дуги и полигоны (площадные объекты). Точка — это объект, представленный двумя координатами X, У и не имею­щий размеров, например: столб, люк. Дуга (линия) — объект, представленный набором пар координат и имеющий только одну размерность — длину. Ширина несущественна, т.е. не выражается в данном масштабе. Например, границы, горизон­тали, оси улиц, линии коммуникаций. Полигонами обознача­ются объекты типа: леса, пашни, земельные участки.

Атрибутивные базы данных, сведенные в таблицы, на­зываются реляционными БД, они удобны для работы, т.к. обеспечивают быстрый доступ к информации, а также опе­ративное внесение изменений и дополнений.

Компьютерные технологии, на базе которых создаются ГИС, также принято называть ГИС. По существу, это про­граммное обеспечение — ПО, позволяющее создать ГИС и обеспечить ее функционирование. Вероятно, точнее опреде­ление ГИС — технологии.

Крупнейшими разработчиками ГИС — технологий явля­ются компании Е5RI и ЕRDАS, их программное обеспечение предназначено для работы с данными дистанционного зонди­рования Земли и ГИС: АRС/INFО, АгсСАD и др. МарInfо -это превосходная ГИС с большими возможностями предос­тавления картографической информации в сочетании с муль­тимедийной информацией. МiсгоStаtion Gеоgraphics позво­ляет увязывать в единое целое результаты аэрокосмической и геодезической съемок, архивные картографические материа­лы и т.п., а также получать цифровые модели местности для проектирования объектов, создания ГИС и ведения земельно­го кадастра. АutoСАD — МАР — это продукт компании Аutodesk, предназначенный для создания картографической информации в среде АutoСАD.

В перспективе ожидается совершенствование ГИС — тех­нологий в двух направлениях: пространственная статистика и пространственное моделирование. Пространственная ста­тистика используется для описания какого-либо явления. Пространственное моделирование обеспечивает 3D визуали­зацию информации.

Кроме того, расширяются области взаимодействия ГИС и систем автоматизированного проектирования (САПР), что способствует повышению качества архитектурно-строитель­ного и реставрационного проектирования.

Упорядочение информации в ГИС об объектах истории и культуры является гарантией их сохранения и бережного использования.

Информация о культурных ценностях, накопленная в ар­хивах, музеях, частных коллекциях и представленная на сай­тах в Интернете, становится доступной широкому кругу спе­циалистов: историков, археологов, искусствоведов, рестав­раторов. Открываются новые возможности исторических и искусствоведческих исследований, выявления связей объек­тов и явлений. Пространственная визуализация позволяет реконструировать ландшафт и застройку населенного пунк­та на определенный исторический период.

2.5. Понятие о земельном и градостроительном кадастрах

Одним из важнейших элементов ГИС города является земельный кадастр, создаваемый на основе электронных планов 1:500, 1:2 000 и 1:5 000.

Кадастр — список, реестр. Земельный кадастр прежде всего содержит информацию о земельных участках: распо­ложение, размер, характеристика, данные о землевладении (частное, общественное, аренда и т.д.), наличие строений, коммуникаций и др. Базовой единицей в кадастре является участок, его площадь определяется с точностью ± 2 м² для 10 соток, координаты границ — с точностью 1 дм.

Земельный кадастр в России начал функционировать с середины XVII в., когда впервые было проведено генераль­ное межевание, т.е. разграничение землевладений. После ус­тановления в 1917 г. государственной монополии на землю почти все архивы земельного кадастра были уничтожены. Без учета земельных фондов невозможно вести административ­но-хозяйственную деятельность, в особенности с учетом того, что Российская Федерация занимает 1/8 территории Земно­го шара. С 1996 г. в соответствии с постановлением Прави­тельства РФ была учреждена целевая программа: «Создание автоматизированной системы ведения государственного зе­мельного кадастра РФ».

Государственный земельный кадастр (ГЗК) — это терри­ториальная привязка, учет ресурсов и регулирование их пра­вового взаимодействия. В создании земельного кадастра уча­ствуют многие ведомства: Госстрой, Госкомзем, Минсельхоз, Минлесхоз, Госкомимущество и др. Информация, содержа­щаяся в ГЗК, должна поддерживаться на текущий момент времени. Этот процесс называется ведением кадастра и осу­ществляется Госкомземом. Изменения и дополнения в ГЗК вносятся по данным исполнительных съемок, выполняемым в процессе строительства объектов, а также по материалам аэрокосмических съемок. Если кадастр не ведется в течении 5 лет, его нужно создавать заново.

Государственный земельный кадастр является основой Го­сударственного Градостроительного кадастра (ГГК). Градо­строительный кадастр — это система сведений о среде жизне­деятельности, ее предполагаемых изменениях, в том числе об ограничениях использования территорий и объектов недви­жимости в градостроительстве. Такая информация необходи­ма для градостроительной, землеустроительной и иной хозяй­ственной деятельности, а также для налогооблажения объек­тов недвижимости. В 1997 г. введен новый СНиП 14-01-96 «Основные положения создания и ведения государственного градостроительного кадастра Российской Федерации».

Порядок создания городского кадастра следующий:

1. Сбор картографических материалов, документов отво­ дов земельных участков, имеющейся градостроительной до­ кументации, исполнительных съемок, инженерно-геологичес­ ких изысканий, экологических данных, материалов инвента­ ризации земель, о сети торгово-бытовых объектов. На основа­ нии собранных данных создаются следующие документы:

• перечень объектов городского кадастра;

• схема планировочной сети;

• перечни материалов и документов (имеющихся и не­ достающих).

2. Составление кадастровой (цифровой) карты города с зонами различной градостроительной ценности, ведение де­ журного плана города.

3. Составление паспортов:

• земельных участков;

• зданий и сооружений;

• инженерных сетей;

• улично-дорожной сети и др.

4. Составление схемы:

• функционального зонирования;

• экологического зонирования;

• культурно-исторического зонирования и др.

5. Создание информационных систем:

• ведение городского кадастра с использованием инфор­ мационных компьютерных технологий для обработ­ ки, ввода и хранения информации;

• обслуживание потребителей, выдача кадастровых справок и документов;

• обеспечение санкционированного доступа к кадастро­ вым системам отдельных пользователей;

• обобщения сведений городского кадастра для форми­ рования областного и государственного кадастров.

Градостроительный кадастр — наиболее сложный из ка­дастров, базирующихся на ГИС. Он содержит описание мес-

тности, людей связанных с этой местностью, а также описа­ние воплощенной и еще не воплощенной человеческой дея­тельности на этой местности.

Он создается и поддерживается (ведется) в режиме ре­ального времени. На основании кадастра создается генераль­ный план города.

В г. Москве путем дигитализации планшетов 1:2 000 и 1:500 создана основа, в кадастр занесены красные линии и застройка с полной характеристикой.

Программное обеспечение градостроительного кадастра разное. Например, АиtоСАD R-12 и ГИС АгсСаd 11.3. При­меняется сканерная технология.

Градостроительный кадастр играет большую роль в деле сохранения и использования архитектурного и историческо­го наследия России, где насчитывается свыше 80 тысяч па­мятников архитектуры и архитектурных комплексов феде­рального значения. Например, сведения ГГК лежат в основе следующих нормативных правовых актов и документов: об отнесении территорий и поселений к объектам особого регу­лирования градостроительной деятельности; о разрешении строительства; об установлении публичных сервитутов в от­ношении объектов градостроительства.

Ниже приведен пример паспорта здания.