![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ЗемлеустройствоСтр 1 из 48Следующая ⇒
С.Н.Волков • СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ Том 6 Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений по землеустроительным специальностям МОСКВА «КОЛОС» 2002 УДК 332.3 ББК 65.32 В67 Редактор В. И. Письменный Рецензенты: Е. Г. Капралов (ГИС-Ассоциация); Р. Б. Шаймарданов, кандидат технических наук (МНИТИ) Волков С. Н. В67 Землеустройство. Системы автоматизированного проектирования в землеустройстве. Т. 6.—М.: Колос, 2002.— 328 с. (Учебники и учебные пособия для студентов высш. учеб. заведений). 18ВК 5-—10—003695—8(Т.6) 18ВМ 5-10-003689-3 Учебник подготовлен в соответствии с программой «Автоматизированные системы проектирования в землеустройстве». Изложены теоретические основы и методика разработки автоматизированных систем в землеустройстве, описаны наиболее известные программные продукты, реально используемые в них. Приведены конкретные примеры автоматизации землеустроительных расчетов и разработки проектов на базе современных компьютерных систем, программных комплексов ГИС и ЗИС. Для студентов вузов землеустроительных специальностей. УДК 332.3 ББК 65.32 I8ВN 5-10-003695-8(1".6) 15 ВN 5-10-003689-3 © Волков С. Н., 2002 ВВЕДЕНИЕ Развитие вычислительной техники и геоинформатики, оснащение землеустроительных предприятий мощными компьютерами, периферийными устройствами, средствами цифровой картографии и фотограмметрии, появление систем автоматизированного земельного кадастра существенно изменили содержание и технологию землеустроительных работ, что дало возможность приступить к созданию системы автоматизированного землеустроительного проектирования. Внедрение автоматизированных систем в землеустроительное производство прошло три этапа. На первом этапе (70-е годы) автоматизировались расчеты по агроэкономическому обоснованию, сметно-фи-нансовой и технической частям проектов землеустройства, когда на ЭВМ по заданным исходным данным, нормативным показателям с использованием специально разработанных для этих целей программ в автоматизированном режиме рассчитывались проектные данные и заполнялись формуляры необходимых таблиц (экспликация и трансформация земель; балансы кормов, трудовых ресурсов, питательных веществ в почве; сводных и пообъектных смет и т. п.). На втором этапе (80-е годы) автоматизировалась не только расчетная часть проектов землеустройства, но и содержательная часть, основанная на экономико-математических оптимизационных или имитационных моделях. При применении оптимизационных моделей уже не вручную, а. в автоматизированном режиме на ЭВМ вычислялись коэффициенты и заполнялись матрицы экономико-математических землеустроительных задач, которые затем решались с использованием стандартных математических программ симплексного или распределительного метода. Полученные решения обрабатывались соответствующим образом и служили для подготовки расчетной части проектов землеустройства, которая также выполнялась на ЭВМ. При применении имитационных моделей использовались разработанные землеустроителями специальные программы, позволяющие оценивать различные варианты проектов землеустройства по системе технических, экологических и экономических показателей и выбирать наилучший в диалоговом режиме. Таким образом, проигрывая на компьютере различные варианты (сценарии) организации производства и территории, землеустроитель-проектировщик выбирал более подходящее проектное решение, которое затем в традиционной форме (вручную) наносил на проектный план. На третьем этапе (90-е годы) с появлением в российском землеустроительном производстве геоинформационных (С18) и земельно-информационных (Ы8) систем, основанных на новейшем программном обеспечении с богатыми возможностями, при разработке проектов землеустройства стали применяться методы автоматизированного проектирования, основанные на цифровых моделях местности и оперировании не только цифровыми расчетными, но и цифровыми графическими данными. С этого времени перспективы развития землеустроительного проектирования все в большей мере стали определяться новейшими возможностями автоматизированных и геоинформационных технологий. Необходимость и целесообразность применения автоматизированных систем проектирования в настоящее время обусловлены и другими причинами. Прежде всего объемы землеустроительных работ в ходе земельных преобразований существенно возросли. Они связаны с реорганизацией землевладений и землепользовании сельскохозяйственных предприятий, перераспределением земель, отводами земель юридическим и физическим лицам, активизацией земельного оборота. Количество разрабатываемых землеустроительных объектов будет расти и дальше в связи с решением природоохранных и строительных задач, разделением собственности в России на федеральную, субъектов Федерации, муниципальную и частную, межеванием земель, демаркацией и делимитацией границ и т. д. Вместе с тем число специалистов в данной области не растет, а имеет тенденцию к снижению. Поэтому выполнение всех необходимых работ возможно только путем ощутимого повышения производительности труда инженеров-землеустроителей, улучшения качества проектно-изыскательских работ по землеустройству на основе внедрения автоматизированных технологий. В настоящее время их применение, по сути, только начинается. Наиболее активно элементы автоматизированных технологий применяются в таких проектных и научно-исследовательских зональных институтах, как «КубаньНИИГипрозем», «МосНИИПИЗемлеустройства», «ВостСибНИИГипрозем», Омское землеустроительное проектно-изыскательское предприятие. Ряд проектных землеустроительных предприятий (организаций) и частных землемеров не применяют пока этих методов вообще в связи с отсутствием необходимого оборудования и специалистов. Слабо развиваются и научные исследования в этом направлении. Учитывая такую ситуацию, с 1996 г. Государственный университет по землеустройству (ГУЗ) за счет часов регионального (вузовского) компонента ввел в учебный план курс «Автоматизированные системы проектирования в землеустройстве», который по предложению Учебно-методического объединения в 2000 г. вошел во второе поколение Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 650500 «Землеустройство и земельный кадастр» и является обязательным при подготовке землеустроительных кадастров. Данный учебник подготовлен по утвержденной программе курса «Автоматизированные системы проектирования в землеустройстве», который вошел в цикл специальных дисциплин федерального компонента основной образовательной программы подготовки инженеров-землеустроителей. Первое издание учебника содержит основы теории и методики применения системы автоматизированного землеустроительного проектирования; главные понятия землеустроительной системы автоматизированного проектирования (САПР); данные о ее роли, месте и функциях в землеустроительном производстве; общие требо- вания к системе, принципы ее создания и виды задач, решаемых с ее использованием. Учебник предназначен для студентов вузов по специальности 650500 «Землеустройство и земельный кадастр», а также для аспирантов, преподавателей, научных работников и специалистов землеустроительного производства, занимающихся землеустроительными САПР. Книга подготовлена заслуженным деятелем науки Российской Федерации, членом-корреспондентом РАСХН, доктором экономических наук, профессором С. Н. Волковым. В написании учебника приняли участие также заведующая Лабораторией автоматизированного землеустроительного проектирования ГУЗ кандидат экономических наук, доцент В. В. Бугаевская и директор Центра дистанционных методов обучения кандидат экономических и сельскохозяйственных наук, доцент Т. В. Папаскири. Глава I СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЕЕ МЕСТО В СИСТЕМЕ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА в 1. ПРОБЛЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Землеустроительное проектирование — важнейшая стадия землеустроительного процесса. Основная его цель заключается в наведении порядка в использовании земли, в обеспечении предоставления и изъятия земель и в организации их рационального использования и охраны. Это достигается в процессе проведения следующих видов землеустроительных работ: предпроектные расчеты в схемах землеустройства районов; составление проектов межхозяйственного и внутрихозяйственного землеустройства; разработка рабочих проектов по осуществлению землеустроительных мероприятий; перенесение проектов в натуру и авторский надзор за их освоением. Переход к многообразным формам землевладения, землепользования и хозяйствования, повсеместное перераспределение земель, реорганизация сельскохозяйственных предприятий, широкое использование правового и экономического механизмов регулирования земельных отношений привели к значительному увеличению объемов землеустроительных работ, резкому повышению информационной составляющей землеустройства и объективной необходимости ее качественного совершенствования. Значительно увеличились объемы проектно-изыскательских работ по землеустройству, прежде всего по составлению проектов образования новых и упорядочения существующих хозяйств, отводов земель сельскохозяйственным предприятиям, гражданам, для нужд промышленности, транспорта, природоохранных и рекреационных целей. Землеустроительная служба страны при использовании традиционных методов и средств уже не может обеспечить возросших потребностей по управлению земельными ресурсами, регулированию землепользования и землеустройства. Данные потребности вызывают, с одной стороны, необходимость резкого сокращения времени от момента получения планово-картографической, земельно-кадастровой и нормативно-справочной информации, ее обработки и использования при проектировании до момента отвода земель в натуре и выдачи землеустроительных документов, удостоверяющих право землевладения и землепользования. С другой стороны, существенно возрастают требования к качеству землеустроительных работ, к поиску оптимальных решений по организации рационального использования и охране земель. Решение поставленных задач связано с обработкой большого числа количественных, качественных, ценовых и правовых данных, отслеживанием и анализом их динамики, ведением земельного мониторинга, моделированием экономических, экологических и прочих ситуаций. Для этих целей применяются самые разнообразные методы: экономико-математического моделирования, сетевого планирования, математического программирования, теории игр, теории графов, методы выбора оптимальной стратегии и др. Их использование требует глубокого изучения землеустроительных проблем, организации на научной основе исходной и нормативной информации, нетрадиционного подхода к постановке задач землеустройства. Как показывает практика, добиться роста производительности труда и повысить качество проектно-изыскательских работ в землеустройстве вполне возможно на основе новых информационных технологий, организации землеустроительных работ с использованием компьютерной техники и современного программного обеспечения. Эти технологии позволяют в отличие от традиционных методов, базирующихся на интуиции и опыте проектировщика и экспертных оценках, получать комплексное решение задач планирования, учета, анализа и проектирования на качественно новом уровне. Они позволяют сократить сроки выполнения проектных работ, значительно повысить качество проектов и облегчить труд разработчиков, освободить их от рутинной полумеханической работы, позволяя им концентрировать усилия на творческой составляющей проектирования. Кроме того, современная компьютерная техника способствует не только более качественному решению технико-экономических задач, но позволяет свободно использовать экономико-математические методы и модели в процессе прогнозирования, планирования и проектирования мероприятий по организации эффективного использования и комплексной охраны земельных ресурсов. Эти методы (распределительный, симплексный, имитационный), реализованные на компьютерах и включенные в соответствующие технологии проектирования, ориентированы на устранение субъективизма при установлении состава и объемов работ, экономию рабочего времени и проведение многовариантных расчетов. Применение средств автоматизации и компьютерных технологий, использование разнообразных программных продуктов стало сегодня нормой в научных исследованиях и производстве. Как показывает многолетний опыт работы в данном направлении проектных организаций системы РосНИИЗемпроект, Государственного университета по землеустройству, автоматизированные системы землеустройства эффективны только тогда, когда задачи планирования, учета, анализа, проектирования и регулирования решаются в едином комплексе, при охвате всей схемы движения информации — от сбора исходных данных до выдачи решений. При этом необходимо, чтобы функционирование сельскохозяйственного производства описывалось комплексной математической моделью и на ее основе разрабатывались частные модели, ставились и решались задачи землеустроительного проектирования; это возможно лишь в рамках системного подхода к обоснованию проектных решений. В настоящее время в землеустроительной литературе практически нет работ, освещающих порядок создания и использования систем автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР). Хотя производственные и научные организации вплотную подошли к необходимости создания этой системы, пока используются лишь отдельные ее элементы, связанные с моделированием, оптимизацией и автоматизацией расчетов, формированием банка землеустроительной информации. В данной книге на основе имеющегося производственного опыта и проведенных научных исследований приводятся основные теоретические, методические и практические положения создания САЗПР, включающие разработку цели и принципов данной системы, определение ее объектов, структуры и методов практического использования в землеустройстве. Все это, на наш взгляд, послужит более быстрому решению этой важной задачи. 2. ПОНЯТИЕ САЗПР, ЕЕ ЦЕЛЬ И ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ Исходя из теории построения и функционирования сложных систем и их автоматизации, САЗПР — это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимоувязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая проектирование в автоматизированном режиме на ЭВМ. САЗПР предназначена для сокращения сроков, уменьшения трудоемкости, повышения производительности и улучшения качества проектно-изыскательских работ в землеустройстве за счет автоматизации производственных процессов, использования методов многовариантного проектирования на основе моделирования, решения оптимизационных задач, типизации и унификации проектных решений и средств проектирования. В проектных землеустроительных организациях САЗПР может реализовываться на базе персональных ЭВМ или их локальных сетей и набора необходимых периферийных устройств (дигитайзеров, плоттеров, сканеров и др.). Первичным элементом данной системы является автоматизированное рабочее место (АРМ) проектировщика-землеустроителя. Таким образом, в состав САЗПР входят: комплекс технических средств на базе ПЭВМ; комплекс методов проектирования и программных продуктов, объединенных в технологии решения конкретных проектных задач; банк данных (БД), включающий информацию для разработки проектов и типизированную (унифицированную) систему выходной информации (документации); система организации и последовательности выполнения проектных работ. Основная цель САЗПР заключается в решении вопросов организации рационального использования и охраны земель на качественно более высоком уровне, с применением таких технологий получения, обработки и оптимизации информации, которые позволяют повысить оперативность, улучшить качество и снизить трудоемкость принимаемых решений за счет автоматизации процессов проектирования. Объектом автоматизации являются процессы землеустроительного проектирования, сбора, накопления и обработки данных, обоснования проектных решений, формирования проектной документации. САЗПР предназначена для обеспечения научной организации труда в проектно-изыскательских организациях по землеустройству, для непосредственной автоматизации предпроектных расчетов, составления проектов межхозяйственного, внутрихозяйственного землеустройства и рабочих проектов, а также для осуществления авторского надзора и контроля за освоением проектов, анализа возможных последствий принимаемых решений. На этапе разработки и практического создания САЗПР важно не допускать чрезмерной расплывчатости системы, ухода ее в смежные сферы, не имеющие прямых связей с рациональным использованием земель, то есть подмены объекта проектирования. В то же время представляет опасность неоправданное сужение ее функций, что может привести к неполному учету природных и экономических условий и факторов производства, а в конечном итоге — к ошибочным решениям. Поэтому важно правильно установить систему взаимоотношений и показателей, характеризующих взаимосвязи в звене земля— производство— расселение — экология, а также учесть все связи САЗПР со смежными или функционально связанными автоматизированными системами более высокого порядка. Как известно, проекты землеустройства представляют собой совокупность текстовых и графических документов, регламентирующих постоянно изменяющийся процесс территориальной организации производства, рационального использования и охра- ны земель. Поэтому землеустроительное проектирование является не одноразовым или периодическим действием, а непрерывным процессом разработки, совершенствования и осуществления проектов. Следовательно, САЗПР должна разрабатываться как постоянно действующая и развивающаяся автоматизированная система, неразрывно связанная с общей системой государственного регулирования процесса организации землевладения и землепользования. Процесс землеустроительного проектирования очень сложен, здесь приходится учитывать большое число альтернативных решений, а также количественных и качественных (не поддающихся количественной оценке) взаимосвязей. Поэтому САЗПР изначально должна строиться по типу человеко-машинных систем. Неформализуемая часть процесса подготовки информации и принятия решений должна осуществляться непосредственно квалифицированными специалистами, а формализуемая (сбор, накопление, хранение, обновление и передача информации, расчетные операции) — компьютерными программами с использованием соответствующих технических средств. 3. РОЛЬ, МЕСТО И ФУНКЦИИ САЗПР Разработка проектов землеустройства — лишь одна из функций землеустроительной службы, к которым также относятся: ведение государственного земельного кадастра, мониторинга и оценки земель как информационной основы для принятия решения по управлению земельными ресурсами; получение и обновление планово-картографического материала, проведение специальных обследований и изысканий для нужд землеустройства и земельного кадастра; проведение топографо-геодезических работ для нужд землеустройства и земельного кадастра; планирование и прогнозирование использования земель; разработка и осуществление государственных (региональных) программ по использованию и охране земель; организация рационального использования и охраны земель на основе проектов землеустройства; реализация функций правового и экономического механизмов регулирования земельных отношений; осуществление государственного контроля за использованием и охраной земель. Вполне очевидно, что эффективность работы землеустроительной службы страны и создаваемых в ее рамках автоматизированных систем будет тем выше, чем теснее они будут интегрированы для решения перечисленных выше задач. Общая логика развития экономической реформы предполагает отказ от централизованного планирования производства и общественной жизни. Тем не менее и в новых условиях сохраняется потребность в изучении и прогнозировании социально-экономических процессов и явлений, а также в разработке на этой основе комплексных программ по достижению тех или иных общегосударственных целевых установок. В полной мере это относится к изучению земельных ресурсов, земельному кадастру, планированию, регулированию землепользования и землеустройства. В связи с возникновением большого числа новых земельных собственников и пользователей существенное значение приобретает такая функция землеустроительной службы, как ведение государственного земельного кадастра, прежде всего осуществление регистрации землевладельцев и землепользователей, а также обеспечение их доброкачественным планово-картографическим материалом. Ввиду резкого ухудшения экологической обстановки необходим также жесткий контроль за состоянием и использованием земель. В новых условиях значительно возрастает роль правового и экономического механизмов регулирования земельных отношений. Поэтому перед землеустроительной службой страны возникает новая по содержанию функция разработки конкретных предложений по использованию экономических рычагов и стимулов (нормативов платы за землю, системы цен, налогов, льгот), оценки последствий их внедрения. В связи с изменением экономической ситуации принципиальным образом должно перестраиваться и землеустройство. Эти изменения связаны не только с расширением объемов и повышением требований к межхозяйственному землеустройству (в связи с массовой реорганизацией землевладений и землепользовании), но и с самой направленностью внутрихозяйственного землеустройства. В новых условиях проекты внутрихозяйственного землеустройства из инструмента приспособления земли под здания государственного заказа, из «придатка плана» должны трансформироваться в инструмент рационализации землевладения и землепользования и приобрести значительно большее экологическое, природоохранное и ресурсосберегающее значение, а их реализация в этой части должна получить прямую связь с экономическими рычагами и стимулами в рамках правового и экономического механизмов регулирования земельных отношений. Существенное расширение функций землеустроительной службы требует создания различных автоматизированных систем, взаимосвязанных между собой (по горизонтали), имеющих многоуровневую структуру (по вертикали) и открытых не только для внутренних пользователей, но и для внешних стандартных и нестандартных запросов. К их числу относятся автоматизированные системы: получения и обработки топографо-геодезической и аэрофото-геодезической информации (АСОТГИ); обработки картографических данных (АСОКД); земельного кадастра (АСЗК); плановых землеустроительных расчетов (АСПЗР); землеустроительного проектирования (САЗПР). Данное деление в какой-то мере является условным, так как некоторые системы (например, АСОКД) могут входить в качестве подсистем в другие структуры (например, АСЗК). Однако их основное функциональное назначение, показанное на рис. 1, делает их достаточно автономными. В частности, АСОТГИ предназначе- Автоматизированная система получения и обработки топографо-геодезической информации (АСОТГИ). Подсистемы: обработки космической, аэрофотогеодезической, наземной информации Автоматизированная система обработки картографических данных (АСОКД). Подсистемы: цифрового преобразования картофотографичес-ких материалов и создания цифровых моделей местности; преобразования координат, условных знаков, картометрии; составления карт, географического редактирования, тиражирования карт, создания новых карт Автоматизированая система земельного кадастра (АСЗК). Подсистемы: генерирования, накопления и корректировки цифровых моделей местности; обработки первичной информации; учета земель, регистрации землевладений и землепользовании; мониторинга земель, контроля за использованием земель; формирования нормативного обеспечения; генерирования документов по стандартным запросам, обеспечения нестандартных запросов Автоматизированная система плановых землеустроительных расчетов (АСПЗР). Подсистемы: специального информационно-нормативного обеспечения; прогнозирования и планирования использования земель; программирования мероприятий по организации рационального использования земель; установления границ территорий с особыми режимами и условиями использования земель Система автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР). Подсистемы: информационно-нормативного обеспечения; планирования и организации землеустроительных работ; предпроектных расчетов; межхозяйственного землеустройства; внутрихозяйственного землеустройства; рабочего проектирования Рис. 1. Функциональные автоматизированные системы управления земельными
|