Исследование способов алгоритмизации и разработка программно-аппаратного комплекса кадастровой оценки городских земель тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.24.04, кандидат технических наук Мецгер, Федор Евгеньевич

• Мецгер, Федор Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мецгер, Федор Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.ИЕРАРХИЯ АЛГОРИТМОВ КАДАСТРОВОЙ ОЦЕНКИ ГОРОДСКИХ ЗЕМЕЛЬ.

1.1. Основные подходы к алгоритмизации поквартальной кадастровой оценки.

1.1.1. Общий алгоритм проведения кадастровой оценки.

1.1.2. Алгоритмы проведения поквартальной оценки различных видов стоимости земель в кадастровом квартале по всем используемым методикам.

1.1.3. Алгоритмы верификации, свода и коррекции результатов поквартальной оценки.

1.1.4. Алгоритмы пространственной аппроксимации результатов кадастровой оценки.

1.1.5. Алгоритм территориально-экономического зонирования.

1.2. Особенности структуры и форматов исходных данных.

1.3. Существующие решения.

1.3.1. Автоматизированная информационная система Государственного земельного кадастра.

1.3.2. Система кадастра недвижимости Санкт-Петербурга.

1.4. Общие требования к проблемно-ориентированной ГИС поквартальной кадастровой оценки городских земель.

1.4.1 .Производительность.

1.4.2. Контроль доступа.

1.4.3. Адаптируемость и масштабируемость.

ГЛАВА 2.0ПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ГИС КАДАСТРОВОЙ ОЦЕНКИ ГОРОДСКИХ ЗЕМЕЛЬ.

2.1. Оптимизация алгоритмов проведения поквартальной кадастровой оценки.

2.2. Оптимизационные исследования структуры программно-аппаратного комплекса.

2.2.1. Обзор кадастровых ГИС.

Геоинформационная система Sinteks ABRIS.

Назначение геоинформационной системы Sinteks ABRIS.

Требования к аппаратуре и операционным системам.

Средства ввода картографической информации.

Редактор изобразительных элементов.

Средства обработки, анализа и синтеза данных.

Обмен данными с другими системами.

Уровни программирования для создания приложений в среде Sinteks ABRIS.

Система управления базами данных Sinteks/Tri.

GeoCad System 3.1/3.2.

АИС государственного земельного кадастра на базе Geocad System 3.1/3.2.

Земельный кадастр для Windows, версия 1.2.

Назначение системы.

Основные функции.

Требования к рабочим местам операторов.

Опытный образец, разработанный в процессе макетирования действия основных подсистем.

Обобщение.

2.2.2. Уточнение требований.

2.2.3. Оптимизационные исследования основных компонент программно-аппаратного комплекса.

2.3. Выбор ГИС-ядра.

2.3.1. Виды архитектуры ГИС.

Закрытые системы.

Открытые системы.

2.3.2. Обзор распространённых ГИС.

ГИС профессионального уровня.

Программные продукты фирмы Intergraph.

ARC/INFO ver.7.1.1. для UNIX рабочих станций и ARC/INFO ver.7.1 для

Windows NT.

ГИС настольного типа.

Atlas GIS 3.03.

Arc View 3.0 GIS.

MicroStation Geographies.

Mapinfo.

GIS IL WIS (ГИС ИЛВИС).

2.3.3. Оптимизационные исследования ГИС-компоненты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование способов алгоритмизации и разработка программно-аппаратного комплекса кадастровой оценки городских земель»

В условиях перехода на рыночные методы хозяйствования резко усложняется управление как социально-экономическим развитием отдельных территорий, так и городом в целом и все более возрастает значение соответствующих информационных систем по городской (земельной) недвижимости, степени обеспечения её воспроизводства и режимах использования.

Основное назначение информационных систем управления городом (ИСУГ) - информационная поддержка органов управления, руководителей, всех хозяйствующих субъектов, формирование информационной базы для выработки и оценки вариантов решений и возможных последствий их принятия на разных уровнях.

Одной из важнейших составляющих информационных систем управления городом является автоматизированная система городского земельного кадастра (АИС ГЗК), создание которой вступило в практическую стадию на основе технического задания, утверждённого Мэром Москвы и председателем Госкомзема в 1996 г.

В составе АИС ГЗК Москвы предусмотрено создание подсистемы кадастровой оценки городских земель. Основной целью кадастровой оценки городских земель в настоящее время и в сложившихся конкретных условиях является анализ структуры и распределения затрат на создание и воспроизводство земельной недвижимости, всей системы улучшений городских земель, включая инженерную, транспортную, социальную и иные составляющие инфраструктуры.

Естественно, при этом важна не только общая оценка стоимости капитализированных в земельной недвижимости затрат из различных источников, и прежде всего городского бюджета и внебюджетных фондов, но и ее дифференциация по территории города, землям различного функционального назначения, административным образованиям и т.д., определение локальных балансов затрат и поступлений, характеристик эффективности использования городских земель и возможностей ее повышения.

Второй важнейшей целью кадастровой оценки является определение величины рентной составляющей стоимости городских земель, реальной или потенциальной прибыли от их использования, поиск и обоснование возможных управленческих решений для более эффективного использования городского потенциала, повышения отдачи от произведенных затрат как для городской экономики в целом, так и для наиболее важных для его жителей отдельных территорий, предприятий и организаций.

Таким образом, кадастровая оценка городских земель позволит лучше сбалансировать и более обоснованно и справедливо распределить бремя земельных платежей, создать систему экономических рычагов для изменения существующего землепользования в интересах оптимизации условий жизни, работы и отдыха жителей, более гармоничного развития города в целом.

Кадастровая оценка включает в себя детальный анализ правовых и финансово-экономических отношений города в целом и отдельных землепользователей на макро- и микроуровнях, формирование на этой основе адекватных моделей массовой и индивидуальной оценки, накопление, систематизация и актуализация массивов исходной информации для оценки, применение для ее обработки современного математического аппарата и информационных технологий.

Для выполнения этих целей наиболее актуальным становится решение задач, связанных с разработкой и практической реализацией современной геоинформационной системы (ГИС) массовой экономической (кадастровой) оценки городской земельной недвижимости и индивидуальной оценки земельных участков для широкого спектра операций и сделок с землей в реальных условиях становления рыночных отношений и институтов, обеспечивающей повышение уровня управления городом.

ГИС кадастровой оценки должна содержать два типа связанных друг с другом систем: визуально-картографические и информационно-расчётные банки данных.

Ряд операций по оценке должен и может быть реализован только с помощью ГИС: исчисление оценочных площадей, территориальная привязка объектов сменки, послойное сопоставление (оверлей) пространственных распределений различных видов стоимости городских земель и многослойное зонирование, динамический учёт местоположения и связей ближнего и дальнего порядка отдельных территорий и объектов городской инфраструктуры по различным методам. Однако, как правило, любая ГИС работает с достаточно большим объёмом информации, подлежащей одновременной обработке и визуализации, и увеличение объёма этой информации, перегрузка системы могут не только значительно снизить её производительность, но и существенно ухудшить условия работы авторизованных пользователей в диалоговом режиме.

Поэтому необходимо исследовать возможности ограничения объёма информации, выводимой в графическом виде и его оптимального совмещения со связанной атрибутивной информационной базой (банком) данных. Кроме того, массовая обработка информации (статистическая, расчётная) в графической системе обычно крайне замедлена, в отличие от банков данных, работающих только с семантической информацией, а промежуточные расчётные данные, как правило, не нуждаются в визуализации. Поэтому важной задачей становится разработка иерархической системы динамических связей семантической и визуально-графической информации и минимизация комплекса программных и технических средств при практической реализации соответствующей проблемно-ориентированной ГИС кадастровой оценки городских земель.

На основании этого можно сформулировать основную цель работы: разработка оптимальной архитектуры и практическая реализации проблемно-ориентированного программно-аппаратного комплекса кадастровой оценки городских земель на основе исследования и оптимизации алгоритмов оценки земельных участков, иных объектов недвижимости и общих принципов построения ГИС.

В ходе достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Формирование требований к иерархии алгоритмов функционирования проблемно-ориентированной ГИС поквартальной кадастровой оценки.

2. Формирование требований к составу и стандартизации форматов представления исходных данных, необходимых для проведения кадастровой оценки, а так же разработка способов их верификации и коррекции.

3. Определение оптимальной архитектуры программно-аппаратного комплекса по критериям повышения производительности, минимизации временных, финансовых и трудовых затрат.

4. Разработка оптимальной архитектуры программно-аппаратного комплекса с точки зрения обеспечения возможностей независимой модификации отдельных подсистем и расширяемости состава и структуры исходных данных для оценки.

5. Разработка оптимальной векторизованной картографической основы для кадастровой оценки городских земель.

6. Практическая реализация проблемно-ориентированной ГИС и проведение кадастровой оценки г. Москвы с её использованием.

Заключение диссертации по теме «Кадастр и мониторинг земель», Мецгер, Федор Евгеньевич

Основные выводы по диссертационной работе:

На основе анализа алгоритмов индивидуальной оценки различных видов стоимости земельных участков, разработаны основные требования к иерархии всей системы алгоритмов кадастровой оценки, реализованные в основных подсистемах программно-аппаратного комплекса.

В связи с тем, что система кадастровой оценки находится в развитии, разработаны основные способы модернизации как соответствующей ГИС в целом, так и на уровне автономной модификации отдельных подсистем, апробированные и реализованные практически.

На основании проведённого исследования особенностей функционирования системы на нескольких её макетах архитектура БД разделена на несколько уровней, что позволило обеспечить автономную модифицируемость и расширяемость структуры и состава данных.

На основе исследования проблем обеспечения полноты и достоверности исходных данных, разработана и реализована практически система верификации с перекрёстным контролем, взаимным дополнением и агрегированием данных в стандартизированные форматы.

Для обеспечения корректного свода информации из различных источников разработана и включена в проблемно-ориентированную ГИС система перенумерации кадастровых кварталов из различных ведомственных систем в единую, опирающуюся на векторизованные картографические данные.

Для обеспечения функций ГИС-овской части комплекса она опирается на промышленно апробированное ядро, обеспечивающее должный уровень производительности, расширяемости и совместимости с распространёнными форматами данных.

Для оптимизации функционирования программного комплекса в реальном многопользовательском режиме, проведено моделирование взаимодействия основных алгоритмов и макетирование отдельных модулей в диалоговом режиме реальной работы с авторизованными оценщиками.

Разработанная векторизованная картографическая основа содержит многослойную информацию о необходимых для оценки характеристиках кадастровых кварталов, транспортной сети, основных районах расположения промышленности и водных ресурсов, строениях, зелёных массивах, аппроксимированных результатах оценки различных видов стоимости городских земель и вариантах территориально-экономического зонирования.

В связи со спецификой работы пользователей различного уровня в диалоговом и сетевом режиме система поддерживает иерархию доступа к отдельным блокам информации и подсистемам программно-аппаратного комплекса.

На основе выводов в ходе выполнения работы было получены следующие результаты: Иерархия алгоритмов, описывающих функционирование отдельных подсистем и всего комплекса в целом. Структура программно-аппаратного комплекса, включающая сетевое и помодульное деление и отражающая движение информации при проведении кадастровой оценки. Программно-аппаратный комплекс для кадастровой оценки городских земель в многопользовательском режиме был реализован на практике.

В ходе выполнения поставленных задач была проведена кадастровая оценка нескольких административных округов г.Москвы. Центральный административный округ (-1000 кадастровых кварталов) был оценен в период январь-август 1997 года. Оценка проводилась с использованием действующего макета программного обеспечения (описанного выше).

В результате внесённых изменений и дополнений в состав и структуру комплекса последний этап, включающий в себя оценку пяти административных округов (Северного, Северо-Восточного, Восточного, Южного, Юго-Западного) (-2000 кадастровых кварталов) был проведён в период сентябрь-ноябрь 1998 года, что составляет 3 месяца.

Примерный расчёт позволяет предположить, что для проведения кадастровой оценки любого города Московской области или России с населением до 500 тысяч человек (средний размер 200-300 кварталов) с применением разработанного программно-аппаратного комплекса потребуется срок от двух недель до одного месяца.

Полученные результаты готовятся к изданию в виде Атласа кадастровой оценки. Примеры полученных слоёв изображены на Рис. 53, Рис. а-в.

2 тыс. кв. м в га

4 тыс. кв. м в га

6 тыс кв. м в га

8 тыс. кв. м в га

10 тыс кв. м в га.

12 тыс. в га. кв. м

14 тыс кв. м в га.

16 тыс. кв. м в га

18 тыс кв. м в га.

20 тыс. кв. м в га.

Рис. 53. Распределение плотности жилой застройки для фрагментов тер ритории СЗАО г. Москвы. щшш

Проект Параметры Настройка Результаты Просмотр Редактор Окно Помощь

- ^^ЯЯЯЯШЯЯШШЯ

1 млн. долл США зага.

2 млн. долл США зага.

3 млн. долл США зага.

4 млн долл. США зага.

5 млн. долл. США зага.

6 млн. долл. США зага.

7 млн. долл. США зага.

8 млн. долл. США зага.

9 млн. долл. США зага.

10 млн долл. США зага.

Рис. 54а. Пример аппроксимации оценки потенциальной рыночной стоимости по методике инвестиционных контрактов для фрагмента территории ЮВАО г. Москвы.

РГШ

Оценка земли - [5?ао.рг|:21

31 Проект Параметры Настройка Результаты Просмотр Редактор Оюю Помощь

США заа.

США заа. США заа. США за-а.

США за-а. США за-а.

МмМШЬИВЩ^ЦкИ*

IIIIIIIIIII11ШШ1111IIIIIIIII11Ш1111111 <—^ —

США заа. США заа.

США заа.

США заа.

200 тыс. долл.

400 тыс. долл.

600 тыс. долл.

800 тыс. долл.

1 000 тыс. долл.

1 200 тыс. долл.

1 400 тыс. долл.

1 600 тыс. долл.

1 800 тыс. долл.

2 000 тыс. долл.

Рис.54б. Пример распределения рыночной стоимости для фрагментов территории СЗАО г. Москвы. эметры Настройка Результаты Просмотр ""Редактор Окно Помощь

•оии

V Оценка земли - |Бгаопос1а1арг|:2|

0.2 - 2 тыс. кв. м в га 0.3 - 3 тыс. кв. м в га 0.4 - 4 тыс. кв. м в га

Рис.54в. Распределение плотности нежилой застройки для фрагментов территории СЗАО г. Москвы. Изображено с использованием системы аппроксимации изолиниями одинакового уровня.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мецгер, Федор Евгеньевич, 1998 год

1. Антонов А., Кудрявцев Ф., Шафров А. Программные средства ГИС под MS Windows. //ГИС-обозрение. 1996г. Весна.

2. Антонов А., Кудрявцев Ф., Шафров А. Программные средства ГИС под MS Windows. //ГИС-обозрение. 1996г. Лето.

3. Бурмакина Н.И., Прорвич В.А., Филатов A.B. Создание системы земельных фондовых активов г.Москвы. В сб. материалов 1-ой Всероссийской конференции «Оценка национального богатства страны», том 1, М., 1997г., с. 55 -57.

4. Бурмакина Н.И., Прорвич В.А. Особенности ценообразования городских земель и их кадастровой оценки. В сборнике материалов Пятой международной конференции "Оценка земли и природных ресурсов", М., 1997г. с. 25-26.

5. Бурмакина Н.И., Прорвич В.А., Филатов A.B. Основные подходы и предварительные результаты кадастровой оценки городских земель. // Вопросы оценки. 1998. №2. с.47-62.

6. Гладкий В.И., Спиридонов В.А. Горордской кадастр и его картографиче-ско-геодезическое обеспечение. М. : Недра, 1992г.

7. Григорьев В.В. Оценка объектов недвижимости: Теоретические и практические аспекты. -М.: ИНФРА-М. 1997г.

8. Неумывакин Ю.К., Перский М.И. Геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых работ. Справочное пособие. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат. 1996г.

9. Пахомова О.М., Федоров В.П. «Земля в городе и проблема ее массовой рыночной оценки» // Профессиональный научно-практический журнал "Вопросы оценки" №4 1997г.

10. Прорвич В.А. Основы экономической оценки городских земель. М., «Дело», 1998г.

11. Прорвич В.А. Оценка земли в Москве. М., «Экономика», 1996г.

12. Прорвич В.А. Развитие рыночных земельных отношений в г.Москве. Документация Второй международной конференции «Рынок недвижимости России. Правовое обеспечение», М., The Adam Smith Institute., 1996г.

13. Прорвич В.А. Особенности ценообразования городских земель и их кадастровой оценки. В сб. материалов 1-ой Всероссийской конференции «Оценка национального богатства страны», том 1, М., 1997г., с. 58 - 60.

14. Прорвич В.А. Практика оценки земельных участков Москомземом в 1994 1997г.г. В сб. материалов 1-ой Всероссийской конференции «Оценка национального богатства страны», том 1, - М., 1997г., с. 63-65.

15. Прорвич В.А. и др. Методика, алгоритмы и практика кадастровой и индивидуальной оценки городских земель в Москве. Вып. 3, М.:"Блок", 1998г.

16. Прорвич В.А., Арсеньев C.B., Мецгер Ф.Е, Лукьяница A.A. Краткое описание математической постановки задачи экономической оценки. В сборникематериалов ежегодной Всероссийской конференции "Оценка национального богатства страны"

17. Прорвич В.А., Арсеньев С.В., Мецгер Ф.Е, Лукьяница А.А. Алгоритмы экономической оценки городских земель и территориально-экономического зонирования. В сборнике материалов ежегодной Всероссийской конференции "Оценка национального богатства страны"

18. Прорвич В.А., Арсеньев С.В., Мецгер Ф.Е, Лукьяница А.А. Основные подходы и предварительные результаты кадастровой оценки городских земель г. Москвы. В сборнике материалов ежегодной Всероссийской конференции "Оценка национального богатства страны"

19. Прорвич В.А. Практика оценки земельных участков Москомземом в 19941997г.// Юридический мир, 1998. №4, с. 65-66.

20. Прорвич В.А. Кадастровая оценка городских земель в системе формирования земельных фондовых активов. Доклад на I Национальном конгрессе по недвижимости, Москва, 25-26 июня 1998г.

21. Прорвич В.А. Практика оценки земельных участков в г.Москве. В сборнике материалов Пятой международной конференции "Оценка земли и природных ресурсов", М., 1997г. с. 25-26.

22. Ромм А.П. «Информационное обеспечение и технология комплексной оценки и функционального зонирования городских территорий» // Профессиональный научно-практический журнал "Вопросы оценки" №3 1998г.

23. Ромм А.П. «Программное обеспечение комплексной оценки и функционального зонирования городских территорий» // Профессиональный научно-практический журнал "Вопросы оценки" №1 1998г.

24. Ромм А.П. «Математико-модельные основы комплексной оценки и функционального зонирования городских территорий» // Профессиональный научно-практический журнал "Вопросы оценки" №4 1997г.

25. Картография. Вып. 4. Геоинформационные системы: Сб. перев. статей // Сост., ред. и предисловие А.М.Берлянт и В.С.Тикунов.: Картгеоцентр Гео-дезиздат, 1994г.

26. Кошкарев А.В., Тиунов В.С. Геоинформатика. М. :Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993г.

27. Мир картографии и ГИС. MGE. Рекламные материалы фирмы Intergraph. 1996г.

28. Петухов М. Муниципальные информационные системы на базе программной среды Intergraph. //Информационные технологии. 1996. N 4г.

29. Рекламные материалы СП Дата+ по программным продуктам и технологиям ARC/INFO, ArcView/ MapObjects/ SDE. 1996.

30. ARC/INFO. PC Versión 3.4D Plus. User's Guide. California, 1992.

31. ArcReview. Современные геоинформационные технологии. 1997, №№1-3.

32. ArcReview. Современные геоинформационные технологии. 1998, №№1-3.

33. ESRI Arc News. // Environmental Systems Research Institute, Inc., 1997, Summer.

34. ESRI Arc News. // Environmental Systems Research Institute, Inc., 1998, Winter.

35. MGE многоотраслевая модульная геоинформационная система. Спб.: Информационные технологии водоканала. 1996.

36. MGE. The Modular GIS Environment. Canada. INTER-GRAPH, 1992.

37. Microstation PC. INTERGRAPH. User's Guide.Version 3.3. Canada, 1990. 39.0ffermann Wiebke. GIS-based Map Publishing Comes of Age // GIS Europe. 1993. Vol.2. Numb. 1.

38. Ogata Al. Making the Most of Today's Data Conversion Methods GIS Europe. 1992. Vol.1. Numb. 1.

39. Understanding GIS. The ARC/INFO Method. ESRI. California/ 1992.

40. Wild S. GIS Network Modelling Reguirements Varied //GIS Europe. 1992. Vol.1. Numb. 1.

41. ГИС-Ассоциация. Информационный бюллетень для пользователей и разработчиков приложений. № 3-5, 1997г.

42. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника. М.:, Мир, 1992.

43. Горбань А. Обучение нейронных сетей. М.: СП Параграф, 1990.

44. Гордиенко Е.К., Лукьяница А.А. Искусственные нейронные сети I.Основные определения и модели. Известия АН, сер. Техническая кибернетика, 1994, No 5, с. 79-92.

45. Цыпкин. Ю.А., Цуканов И.Л., Прорвич В.А., Филатов А.В., Арсеньев С.В., Мецгер Ф.Е., Демченко А.А. Методика, алгоритмы и практика кадастровой и индивидуальной оценки городских земель в г. Москве. (Выпуск №3).- М.: "Блок", 1998,- 89с.

46. Ладыженский Г.М. Системы управления базами данных коротко о главном. - Jet Infosystems, 1995.

47. Ладыженский Г.М. Тиражирование данных в СУБД INGRES. Jet Infosystems, 1994.

48. Polk T.W., Bassham L.E. Security Issues in the Database Language SQL. -NIST Special Publication 800-8.

49. G. Chung. Informix-DCE/NET Technical White Paper. Informix Systems Journal, Vol. 1, Number 3, July-August 1995.138

50. Manola F.A. A Personal View on DBMS Security. in DATABASE SECURITY: Status and Prospects. C.E. Landwehr (Editor). Elsevier science Publishers B.V. (North Holland). IFIP, 1988, p. 23- 34.

51. Castano S., Fugini M., Martella G., Samarati P. Database Security. Addison-Wesley, 1995.

52. Michael Goulde, Wayne Eckerson Серверы реляционных СУБД. Журнал Computerworld 1994 г. №37(145)

53. David McGoveran Восемь важнейших характеристик распределённых СУБД. Журнал ComputerWorld 1994 г. №37(145)

54. Herb Edelstein SQL Server против SQL Server сравнительный анализ баз данных компаний Sybase и Microsoft.

55. М.Т. Franklin, Е.Н. Welbon. POWER2: Performance Measurement and Analysis of TPC-C, COMPCON 94, IEEE 1994.

56. J. Gray, C. Nyberg. Desktop Batch Processing, IEEE 1994.

57. A.A. Волков. Тесты TPC.- СУБД, #2, 1995.

58. Г.М. Ладыженский. Tuxedo System: разработка систем клиент-сервер. -СУБД, # 1-2,1996.