Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Современное высокотехнологическое общество нуждается в системе получения актуальной, оперативной и, самое главное, достоверной информации о состоянии окружающего нас мира в виде информационных систем различного предназначения [1, 2, 3].

Информационная система (ИС) – взаимосвязанная совокупность технических средств, методов, документов, а также программного обеспечения, которые используются операторами для хранения, обработки и выдачи необходимой информации. При этом ведение такой системы немыслимо без оператора, но ее целью использования является полная автоматизация принятия решений, т.е. сведение роли человека к минимуму. Для графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информацией об определенных объектах применяется географическая информационная система (ГИС).

Важное место среди всех ИС занимают земельные информационные системы (ЗИС), в основном применяемые в городском хозяйстве, картографии, земельном кадастре. Отличие ЗИС от других ИС обусловлено особенностями их объекта – земли, т.е. можно сказать, что ЗИС формирует информационную основу управления земельными ресурсами любого уровня с достоверной информацией об объектах и с их необходимой степенью детализации (отображения).

Рациональное использование земельных ресурсов является важнейшим фактором экономического развития любой страны, ее повышения уровня жизни и утверждения в мировом сообществе. При изучении состояния земель получают данные, которые в дальнейшем становятся ориентиром по разработке нормативных правовых актов, схем землеустройства, определению и планированию рационального использования земель и их охраны, и т.д. Для оперативного и быстрого решения задач управления, контроля и оценки изменяющихся процессов требуются владения новыми средствами обработки пространственной информации [4, 5, 6].

1. Актуальность темы

Трехмерное изображение любого объекта имеет безусловные преимущества во многих случаях по сравнению с плоской, двухмерной картинкой. Создание таких изображений объектов актуально для дизайна, архитектуры и строительства. Возможность увидеть изображение в объеме значительно облегчает решение многих сложных технологических задач.

3D-кадастр был исследован со многих точек зрения (в том числе юридических, организационных и технических). Однако на сегодняшний день мало исследований было сосредоточено конкретно на визуализации связанных аспектов, несмотря на добавленное третье измерения. Однако, путями перехода к трехмерному представлению объектов и изучение проблем в кадастровых системах учета объектов недвижимости занимаются рабочие группы Международной федерации геодезистов (FIG): Комиссия 3 (Spatial Information Management) и Комиссия 7 (Cadastre and Land Management). Проведено 5 международных семинара по 3D кадастру (2001, 2011, 2012, 2014, 2016) [7].

В настоящее время идет постоянное развитие современного оборудования и техники, существует достаточное количество различных программ по обработке и созданию трехмерных объектов, но нет единого подхода и методики. Поэтому вопрос создания подхода трехмерной информационной системы в сфере земельных отношений является весьма актуальным в связи с активной интенсификацией использования земельных ресурсов и чрезвычайно большим накоплением различных объектов недвижимой собственности и коммуникаций на земельных участках и под их поверхностью, в частности, в рамках крупных городов.

Трехмерная визуализация местности и объектов, размещенных на ней, значительно расширяет возможности отображения объектов и местности в трехмерном пространстве, что облегчает работу в их управлении, а также это многоцелевое использование поверхностных, надземных и подземных участков земли [8].

2. Цель и задачи

Целью данного исследования является разработка научно-методологических подходов формирования технологии трехмерного представления земельной информации на базе геоинформационных систем, механизмов решения пространственных задач для повышения качества учета земель.

Для достижения цели исследования необходимо решение ряда задач:

  1. анализ существующих подходов и методов разработки различных технологий трехмерной визуализации для выявления основных отрицательных и положительных характеристик;
  2. разработка научно-методологических подходов создания трехмерного представления земельной информации для Донецкой Народной Республики;
  3. реализация и апробация разработанных подходов создания трехмерного представления земельной информации.

3. Суть работы

Если говорить о рынке недвижимости, который выдвигает основную задачу – формирование открытой, достоверной и надежной системы кадастра. Согласно п.1 ст. 193 действующего Земельного Кодекса Украины1 государственный земельный кадастр подразумевает единую государственную геоинформационную систему, которая содержит в себе сведения о землях на территории государства, их целевом назначении, оценке, ограничениях, характеристике земель и об их распределении между пользователями и собственниками. При этом согласно п.1 ст. 181 действующего Гражданского Кодекса Украины к недвижимому имуществу относятся земельные участки и объекты, расположенные на них, перемещение которых невозможно без изменения их назначения, т.е. все то, что прочно связано с землей.

Для полноценной и эффективной работы земельного рынка однозначно требуется достоверная информация о границах земельных участков и расположенных на них объектах, а также об их площадях, ограничениях и правах собственности на недвижимое имущество. В этой сфере возрастает роль пространственных информационных систем и необходимости предоставления информации в трехмерном виде. На что подталкивает ст.79 действующего Земельного Кодекса Украины: право собственности распространяется не только на поверхностный слой, но и на пространство, находящееся над и под поверхностью участка, на высоту и на глубину, необходимые для возведения жилых, производственных и других зданий и сооружений. Таким образом, образуется вопрос отображения этого пространства, которое находится над и под поверхностью земельного участка.

Трехмерная визуализация является одним из видов предоставления информации о различных объектах, которые нас окружают. Она используется в науке и технике, архитектуре и строительстве, для создания объемных макетов интерьера и экстерьера, фильмов и компьютерных игр с применением трехмерной графики. Современные ГИС и 3D-технологии также применяются и в землеустройстве и кадастре с целью хранения, сбора, отображения данных, на основе которых получают новую информацию и знания о пространственно-координированных явлениях.

Стремительное развитие городской инфраструктуры приводит к тому, что двумерной регистрации явно не достаточно для отображения многоуровневой застройки и решения сложных ситуаций, к которым можно отнести многократное использование пространства, например, если здание разделено на несколько квартир и принадлежит разным владельцам [9, 10].

В связи с этим существует новое инновационное направление работ, которое связанно с трехмерной обработкой и трехмерным представлением объектов кадастра, что обеспечивает точную привязку участков на местности, положения относительно соседних участков, учет их площади и т.д.

Необходимость в создании объектов в трехмерном пространстве обусловлена тем, что:

  1. инженерные коммуникации, метрополитен, автомобильные дороги, мосты и туннели, а так же административные и жилые здания, могут находиться на различных высотных отметках одного и того же земельного участка (как под, так и над землей). При этом отсутствие точных сведений о вертикальном делении может привести к имущественным спорам и к конфликтным ситуациям в определении прав;
  2. отсутствие сведений о точном расположении инженерно-технических сетей и коммуникациях, что вызывает трудности при разделе участков, при определении обременений и ограничений;
  3. регистрация трехмерных прав на недвижимость подземных объектов и сооружений, расположенных под объектами недвижимости других собственников и т.д. [11, 12].

К сожалению, возникающие потребности не могут быть полноценно решены существующей двухмерной регистрацией недвижимости. До сих пор юридические границы земельных участков, которые используются при регистрации таких объектов, фиксируются в 2D пространстве (а именно, в системе плоских координат Х, У), но при этом очень сложно отобразить вертикальную составляющую юридического статуса объектов недвижимости, которые в реальности являются трехмерными, а регистрируются двухмерными.

Таким образом, крайне актуальным является установление связи между реальным (трехмерным) миром и юридическими (двухмерными) кадастровыми объектами. А оптимизировать правильное использование пространства поможет регистрация недвижимости и прав на нее в трехмерном измерении, что не сможет обойтись без отображения окружающего мира, а именно, без трехмерной визуализации территории. Показать и установить эту связь может 3D кадастр, который требует от кадастровых систем поддержку 3D геометрических и топологических моделей. Трехмерное отображение поверхности земли и расположенных на ней объектов могло бы значительно расширить возможности кадастрового учета и механизмы обеспечения прав собственности, планирования и проектирования [2, 13, 14].

Термин 3D кадастр можно интерпретировать по-разному, начиная от полного 3D кадастра, который содержит объемные объекты недвижимости до существующей системы кадастра с фрагментарным включением описанных в трехмерном виде объектов. Существует приемлемая классификация кадастровых систем, т.е. видов 3D кадастра:

  1. полный 3D кадастр – трехмерное пространство разбито на объемы или трехмерные участки без наложений и промежутков (3D собственность и права; изменение правовой структуры; 3D представление объектов);
  2. гибридный кадастр – сохранение 2D-кадастра и дополнительная регистрация трехмерных объектов (2D собственность и права; сохранение правовой структуры; 3D представление объектов);
  3. 3D признаки в действующей кадастровой системе (существующая система 2D регистрации; внешние ссылки на необходимую информацию).

В связи с этим можно сказать, что 3D кадастр не может осуществляться без хранения пространственных данных объектов земельной недвижимости [14, 15, 16].

Также активно трехмерное представление данных используется в крупных городах всего мира, где большую актуальность приобретает деятельность по освоению подземного и надземного пространств, что позволит создать благоприятную среду для жизнедеятельности населения. Однозначно все подземные и наземные объекты должны быть взаимосвязаны друг с другом и с существующей или планируемой застройкой на поверхности, а при проектировании и строительстве новых сооружений и объектов необходимо принимать во внимание особенности размещения и пространственные характеристики уже существующих объектов. При этом отсутствие пространственной информации или ее неактуальность приводят к снижению эффективности управления развитием городского пространства, ошибкам в принятии управленческих решений в области земельно-имущественных отношений и др.

При проведении различных строительных работ необходимым является сбор всех имеющихся материалов о подземных сооружениях, а также проведение рекогносцировочных работ с целью обнаружения уже существующих подземных коммуникаций (если таковые имеются). Нельзя не учитывать нормативные расстояния между объектами и охранные зоны инженерных сетей.

Для того чтобы определить вид инженерных коммуникаций на обследуемом участке необходимо ознакомиться с характеров застройки на местности, что может быть достаточно затяжным по времени. А сведения о системе построения, размещения и видах подземных коммуникаций, построенных в трехмерном пространстве, позволяют определить внешние признаки, с помощью которых на местности можно установить местоположение скрытых сетей и их назначение. В целях сохранности и безопасной эксплуатации инженерных коммуникаций, необходима проверка достоверности технической документации, чёткая система учёта подземных сооружений и регулярное обновление планов [17, 18].

Наглядным примером этого является начальная попытка создания трехмерной модели ГИС, которая была реализована в программном обеспечении ArcGis, с упором на отображение наземных и подземных коммуникаций.

Рисунок 1 – формирование атрибутивных таблиц

Рисунок 1 – формирование атрибутивных таблиц

Создание атрибутивных таблиц (рис.1), по итогам анализа доступной информации, помогает полноценно и быстро собрать все имеющиеся сведения о подземных коммуникациях, которые совершенно различны и могут находиться в разных источниках. А исследование механизмов трехмерной визуализации (рис. 2) привело к определенной трехмерной визуализации.

Отображенные канализация, водопровод и линии электропередач (ЛЭП) имеют свои атрибуты и описание. Если это водопровод, то трубы имеют разный диаметр и материал; все колодцы также описываются достаточно подробно (указываются отметки дна колодца, верх трубы (водопровода), верх колодца, отметка земли и др.).

Исследование механизмов трехмерной визуализации

Рисунок 2 – Исследование механизмов трехмерной визуализации
(анимация: 5 кадров, 134 килобайт)

Если это канализация, то указываются отметка верха колодца и лоток (дно). Так же при изображении данных коммуникаций необходимо проверять, чтобы они были отображены по нормам (правилам), например, при пересечении канализации и водопровода, канализация должна протекать под водопроводом.

Помимо уже имеющихся коммуникаций необходимо учитывать, и отображать подземные электрокабели и телефонные кабели (глубина 70-80 см от поверхности), газопроводы и теплотрассы (как поверхностные, так и подземные) для наглядного представления подземной инфраструктуры и сбора имеющийся информации о данных объектах.

Заключение

Дальнейшее рассмотрение в работе различных подходов и методов разработки технологии трехмерной визуализации позволит проанализировать и выявить основные характеристики трехмерного отображения объектов. А также разработать научно-методологические подходы для создания трехмерной земельной информации, на чем и будет основано дальнейшее развитие научно-исследовательской работы.

Во время написания данного реферата магистерская работа еще не имеет завершенный статус. Окончательное завершение планируется на июль 2018 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты. Обращаться можно посредством электронной почты: asuskris94@gmail.com

_______________
1Согласно Постановлению Совета Министров ДНР №9-1 от 02.06.2014г. О применении Законов на территории ДНР в переходный период: законы и другие правовые акты, действовавшие на территории ДНР до вступления в силу Конституции ДНР (до 14.05.2014г.), применяются в части, не противоречащей Конституции ДНР.

Список источников

  1. К.Ф. Байрактар Трехмерный кадастр недвижимости в России // Программные продукты, системы и алгоритмы. 2015. №2. С. 1-4.
  2. О.И. Малыгина Трехмерный кадастр основа развития современного мегаполиса. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/trehmernyy-kadastr-osnova-razvitiya-sovremennogo-megapolisa.
  3. Н.А. Николаев, А.В. Чернов Трехмерный кадастр недвижимости как новая ступень развития кадастровых систем. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/trehmernyy-kadastr-nedvizhimosti-kak-novaya-stupen-razvitiya-kadastrovyh-sistem.
  4. Г.А. Стеклова, В.С. Федотова Направления использования ГИС-технологий в землеустройстве и земельном кадастре. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/napravleniya-ispolzovaniya-gis-tehnologiy-v-zemleustroystve-i-zemelnom-kadastre.
  5. Середович, В.А. С32 Геоинформационные системы (назначение, функции, классификация) [Текст] : монография / В.А. Середовия, В.Н. Клюшниченко, Н.В. Тимофеева. – Новосибирск : СГГА, 2008. – 192 с.
  6. Кулибекова Р.Д. Земельные информационные системы (курс лекций) – Махачкала, 2012. – 76 с.
  7. Jacynthe POULIOT, Frederic HUBERT, Canada, Chen WANG, China Claire ELLUL, UK and Abbas RAJABIFARD, Australia 3D Cadastre Visualization: Recent Progress and Future Directions. [Электронный ресурс]; Режим доступа: http://www.gdmc.nl/3DCadastres/literature/3Dcad_2016_28.pdf.
  8. В.А. Попов, И.В. Ильиных, А.В. Забекин, А.М. Олейник. Разработка и применение 3D модели территории для принятия оптимальных управленческих решений. // [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-i-primenenie-3d-modeli-territorii-dlya-prinyatiya-optimalnyh-upravlencheskih-resheniy.
  9. Николаева Т.В., Никитин В.Н. Кадастр в формате 3D. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/kadastr-v-formate-3d .
  10. Євсюков Т.О, Поліщук І.П. Перспективи впровадження 3D-кадастру в Україні // Збірник матеріалів всеукраїнського круглого столу на тему: Екологічні та соціально-економічні особливості управління природними ресурсами в умовах децентралізації влади. 2015. С. 66-71.
  11. Гаврюшина Н.В. Аналитический обзор систем 3D-кадастра недвижимости. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/analiticheskiy-obzor-sistem-3d-kadastra-nedvizhimosti .
  12. Шепелева А.В., Алиев Т.А., Заболотская Т.А. Трехмерный кадастр недвижимости и развитие современных городских территорий. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://pure.spbu.ru/ru/publications/-------(a1525c83-b8c2-4cab-818c-c21a38171dd7).html.
  13. Гермонова Е.А., Митрофанова Е.И. – Методологические основы построения 3D-кадастра недвижимости. [Электронный ресурс]; Режим доступа: http://ea.donntu.ru:8080/jspui/bitstream/123456789/10850/1/Mitrofanova.pdf.
  14. Колчина Н.В., Зюзева М.Ю. Применение 3D технологий для учета объектов недвижимости. [Электронный ресурс]; Режим доступа: http://eledition.ru/magazine/innovation/201605/15-24.pdf.
  15. Н.В. Шайман Анализ видов 3D кадастра. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=26101058.
  16. Чернов А.В. Трехмерный кадастр – основной вектор развития успешной кадастровой системы. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/trehmernyy-kadastr-osnovnoy-vektor-razvitiya-uspeshnoy-kadastrovoy-sistemy.
  17. В.Л. Беляев, В.М. Романов Опыт и перспективы применения 3D кадастра при управлении градостроительным развитием подземного пространства. [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-i-perspektivy-primeneniya-3d-kadastra-pri-upravlenii-gradostroitelnym-razvitiem-podzemnogo-prostranstva.
  18. Алексеев Ю.В., Беляев В.Л. Подземные здания и сооружения как системный элемент взаимодействующих пространственных сред развития городской территории // Вестник МГСУ. 2012. №2. С. 6-10.