Идентификатор пространственного объекта является уникальной характеристикой, используемой для фиксации связи координатных и адресных данных объектов, контроля их взаимного соответствия и обеспечения непротиворечивости пространственных данных
Окончание. Начало в № 3 за 2006 г.

Основой серии публикаций послужили материалы отчета о выполнении НИОКР по заказу Мин- экономразвития России в рамках Федеральной целевой программы «Электронная Россия (2002 2010 годы)» «Разработка состава базовых пространственных данных и метаданных, порядка их цифрового описания, регламентов актуализации и использования. Разработка проектов правовых и нормативных документов, необходимых для формирования Российской инфраструктуры пространственных данных (РИПД)», соисполнителем которого является ГИСАссоциация (исполнитель ФГУП «Госземкадастрсъемка» ВИСХАГИ). Авторы соответствующего раздела отчета Н.Г. Корнева (ЗАО «РесЭко»), Н.Н. Казанцев (ЦГИ ИГ РАН). Руководители работ генеральный директор ФГУП «Госземкадастрсъемка» ВИСХАГИ Р.В. Филимошин (научное руководство), президент ГИС-Ассоциации С.А. Миллер (общее руководство).

Пространственные объекты и геометрические примитивы, в которых фиксируются координатные описания объектов. Один и тот же пространственный объект (ПО) при формировании координатного описания может быть представлен в виде различных геометрических примитивов (полигон, линия, точка). Например, поселение может быть представлено как полигон, граница которого удостоверяет границу поселения, и как точка для представления на более высоком уровне (например, на уровне информационного ресурса (ИР) РФ). Улицы могут быть представлены как полигональные объекты (для определения площади и использования в различных задачах) или граф осевых линий (для навигационных задач, оптимизации маршрутов и пр.). В любом случае поселение как объект должно иметь один идентификатор, равно как и улица, выраженная в виде полигона или в виде линии, должна иметь один идентификатор.
Граница поселения определяет его пространственные отношения со смежными полигональными объектами (соседним поселением, лесным фондом и пр.). Поэтому границы (участки границ между разными ПО) должны фиксироваться как отдельные связанные ПО с присвоением соответствующих идентификаторов, со ссылками на идентификаторы разделяемых ПО.

Сводная структура идентификатора. Уникальность идентификатора ПО обеспечивается набором характеристик (табл. 1).

Таким образом, можно выделить следующие типы идентификаторов объектов:
идентификатор элементарного пространственного объекта (применяется для фиксации уникальных координатных описаний элементарного пространственного объекта части участка теплотрассы, участка границы и др.);
идентификатор объекта, присвоенный ему в конкретной системе учета (например, участка теплотрассы между камерами, участка автодороги); может характеризоваться различными версиями.

На основе элементарных пространственных объектов путем группировки могут формироваться те или иные объекты учета (включая случай, когда объект учета совпадает с элементарным пространственным объектом).
Для определения правового статуса идентификатора объекта необходимы также ссылки на нормативные правовые акты, которыми установлены правила и порядок присвоения соответствующих кодов (табл. 2).

Идентификаторы пространственных объектов в системах государственного учета. В настоящее время существует ряд систем идентификации пространственных объектов, формируемых в рамках отраслевых систем учета объектов, которые имеют статус государственных и обеспечивают уникальную идентификацию объектов на территории Российской Федерации.

К ним относятся:
кадастровые номера земельного кадастра;
номера пунктов государственной геодезической сети;
классификатор ОКАТО для единиц административно-территориального деления;
номера объектов лесного кадастра.

Как правило, объекты, информация о которых учитывается в рамках соответствующих систем, отнесены в Концепции инфраструктуры пространственных данных к базовым объектам. Вместе с тем, не для всех БПО такие системы установлены, не всегда прописан порядок идентификации и связи идентификаторов в процессе формирования объекта, начиная с планирования его создания и до момента учета в системах государственного учета объектов. Поэтому вопросы использования идентификаторов систем государственного учета для идентификации БПО рассматриваются ниже в части формирования идентификаторов базовых пространственных объектов.

Система идентификаторов и необходимость включения в системы учета информации пространственных данных различного правового статуса. В системы учета информации об объектах необходимо включать данные различного правового статуса. Так, если в ИР земельного кадастра для земельного участка не удостоверено обременение, например прохождение по его территории подземной коммуникации, это не значит, что его нет. И наоборот, если в ИР геодезических пунктов удостоверены геодезические пункты, это не значит, что все они сохранились на местности, и можно проводить измерения на основании ИР геодезических пунктов.

Многие субъекты хозяйственной деятельности сталкиваются с тем, что реальное положение вещей отличается от информации, содержащейся в информационных ресурсах ведомств. Причем речь идет не о естественном запаздывании с занесением информации в информационные ресурсы, а о том, что ни ведомства, ни исполнители не заинтересованы обнаруживать и официально объявлять о несоответствии формируемых под их эгидой пространственных данных (ПД) установленным требованиям, о несогласованности этих данных с данными других ведомств, конфликтах данных. Раздельное ведение ПД различными субъектами при отсутствии эффективных форм их согласования обусловливает нарастание числа конфликтов и несоответствий. Конфликтность формирующегося координатного, адресного и идентификационного правового пространства в условиях отсутствия эффективных механизмов инфраструктуры пространственных данных (ИПД) снижает инвестиционную привлекательность территорий РФ. Использование ИР ПД в этих условиях носит ритуальный характер и не может обеспечить реальную основу для системы управления территорией.

Инвесторы привыкают к тому, что услуги по предоставлению ПД со стороны органов, располагающих правовой информацией по пространственным объектам, и использование этой информации лишь номинальные процедуры, сопровождающие процесс приобретения прав, основой которого по-прежнему являются прямые договоренности и различного рода визы, справки, разрешения. Неустойчивость приобретаемых таким образом прав (новая команда чиновников может дезавуировать подписи, справки, разрешения) сопровождается и недоверием к соответствующим ИР ПД на всех стадиях инвестиционного процесса подбор участков, исходно-разрешительная документация, проектирование, строительство, эксплуатация объектов, что вынуждает инвесторов тратить дополнительные средства на их проверку и уточнение. В ряде случаев эта задача оказывается экономически нецелесообразной, особенно для мелких и средних инвесторов, когда возникает проблема состояния и взаимной согласованности БПД и ИПД. В качестве примера в населенном пункте уничтожена половина геодезических пунктов, и для проведения точных измерений нужно реконструировать всю геодезическую сеть населенного пункта.

Предположим, инвестор на основе информации об отсутствии или зафиксированном с точностью 1 м положении подземных коммуникаций планирует работы, оформляет права на земельный участок, ведет согласование исходно-разрешительной документации, проектирование, начинает строительство. И вот тут (в лучшем случае на стадии изысканий при проектировании) обнаруживается, что коммуникация на земельном участке есть или она проходит не в том месте. В результате у инвестора возникают новые затраты. Так как объем подобных рисков не определен, для компенсации инвестор предпринимает логичные действия увеличивает цену на продукцию, поддерживает по возможности низкие затраты и пытается уходить от уплаты налогов. В стране с развитой ИПД инвестор работает в условиях предсказуемости такого рода затрат, наличия сервисов, нацеленных на облегчение инвестиционного процесса, и поэтому даже при выплате достаточно высоких зарплат и налогов его продукция более конкурентоспособная, чем в РФ.

Возникает вопрос: будут ли услуги государства по предоставлению ПД и впредь носить ритуальный характер («ритуальная государственная услуга», действительно грозящая похоронить любого инвестора) или ИПД станет реальной основой инвестиционного процесса. Пока государство является крайне неэффективным владельцем ИР ПД.

Государство заинтересовано переложить все связанные с возможными конфликтами ПД затраты на инвесторов. При этом не создан эффективный механизм материального стимулирования снижения конфликтности ПД.

Концепция «электронного государства» при условии включения в нее составной частью инфраструктуры пространственных данных дает необходимые основания для создания и реализации такого механизма. Она обеспечивает основу для сотрудничества органов государственной власти и муниципального управления с гражданами, юридическими лицами, инвесторами, планирующими и осуществляющими различные виды деятельности на данной территории, с целью повышения потребительской ценности информационных ресурсов пространственных данных в качестве базы для планирования, согласования и реализации любых действий, связанных с использованием территории. Это, в свою очередь, невозможно без учета информации о пространственных объектах, имеющей разный правовой статус.

Идентификаторы базовых пространственных объектов. К базовым пространственным данным относятся:
модели местности (ортофотопланы, данные о рельефе местности);
модели объектов (все остальное).

Идентификаторы БПО должны быть системообразующими для формирования иных видов ПД, которые, в свою очередь, должны содержать ссылки на идентификаторы БПД (прямо или через ссылки на другие объекты, содержащие ссылки на БПД). Ссылки на идентификаторы ПД (с учетом документированной информации о субъекте идентификации) являются первичными, ссылки на координатные и адресные описания объектов вторичными и служат для проверки и гарантированного удостоверения положения объектов.

Основой инфраструктуры ПД является система ссылок между БПО на определенной территории. Национальная инфраструктура ПД должна обеспечивать оперативное получение такой системы на любой территории.

Система ссылок может содержать подсистемы ссылок, относимые к уровням федеральному, субъекта РФ или муниципального образования.
Разработка правил и порядка цифрового описания координатных описаний БПО
В соответствии с проектом национального стандарта «Геоинформационные системы. Требования к совместимости данных. Основные положения» координатное описание пространственного объекта определяется как «описание местоположения пространственного объекта в принятой системе координат в виде последовательности наборов координат точек, описывающих данный пространственный объект».
Для формирования координатного описания пространственного объекта являются существенными:
геометрические примитивы, в которых описывается пространственный объект;
система координат, в которой представлены пространственные данные;
совместимость координатных описаний пространственных объектов, относящихся к одной и той же территории.

Основные типы геометрических примитивов для координатного описания пространственных объектов. Для координатного описания объекта необходимо установить, каким типом геометрического примитива он будет описан. В соответствии с проектом национального стандарта выделяются следующие основные типы геометрических примитивов:
точечный объект (точка) пространственный объект, положение которого описывается двумя (X, Y) координатами;
сегмент (линейный) отрезок прямой, соединяющий два точечных объекта;
линейный объект (линия, полилиния) пространственный объект, образованный последовательностью из одного или более сегментов, т. е. описываемый набором пар координат;
полигональный объект (полигон, область) пространственный объект, ограниченный замкнутым линейным объектом.

Требования к системам координат для представления пространственных данных. Для обеспечения совместимости пространственных данных в ГИС они должны быть представлены в единых государственных системах координат (ЕГСК), установленных в Российской Федерации действующим законодательством. К таковым относятся:
система геодезических координат 1995 года (СК 95) для осуществления геодезических и картографических работ;
геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ 90) для геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач.

При невозможности использовать ЕГСК допустимо представлять пространственные данные:
в иной системе геодезических координат (предыдущих единых государственных системах геодезических координат СК 42, местных системах координат) с обязательным приложением описания способа перехода от этой системы координат к ЕГСК;
в картографической проекции, связанной через формулы проекции с ЕГСК, предыдущими едиными государственными системами координат (СК 42), местной или иной системой координат, с обязательным приложением формул проекции, связывающих ее с ЕГСК или иной указанной си- стемой координат (с приложением в последнем случае описания способа перехода от этой системы координат к ЕГСК);
в иной прямоугольной системе координат с обязательным приложением описания способа перехода от нее к ЕГСК.

В состав государственных информационных ресурсов могут входить только ПД, удовлетворяющие указанным требованиям.

Если производство, передача, использование ПД с включением их в состав ИР осуществляются в рамках отношений между различными субъектами хозяйствования, в том числе цепочек таких отношений, при которых отдельные субъекты хозяйствования не имеют правовых возможностей представления ПД в соответствии с указанными выше требованиями (по соображениям государственной или коммерческой тайны или иным основаниям), указанные требования обеспечиваются субъектом, являющимся правообладателем таких информационных ресурсов.

При применении систем координат для представления ПД в составе ГИС следует учитывать положения ГОСТ Р (проект) «Географические информационные си-стемы. Координатная основа».

Требования к совместимости координатных данных. Координатные данные пространственных объектов должны соответствовать следующим требованиям:
в случае совпадения объектов или частей объектов с объектами или частями объектов, входящими в состав БПД, они должны фиксироваться координатными данными, установленными для БПД;
в случае, когда при создании описаний объектов или частей объектов, в том числе не относящихся к БПД, необходимо изменение (уточнение, модификация) координатных данных, установленных для объектов или части объектов базовых пространственных данных, создание координатных данных объектов должно осуществляться с одновременным изменением БПД;
объекты или части объектов, общие для различных объектов, входящих в состав ИР по данной территории, должны фиксироваться одинаковыми координатными данными.

Связь координатных данных пространственного объекта с адресными данными и другими характеристиками объекта в ГИС осуществляется через идентификатор объекта.
Указанные условия обеспечиваются соблюдением следующих требований:
обязательное ведение БПД в форме ГИС;
свободный доступ субъектов, участвующих в создании и изменении ПД, к БПД;
обязательное использование БПД субъектами, участвующими в создании и изменении ПД;
обязательное извещение организации, ответственной за ведение БПД, об изменении координатных данных объектов, относящихся к БПД (например, граница квартала в лесоустройстве, являющаяся одновременно границей муниципального образования);
первоочередное создание координатных данных тех объектов, которые требуют более высокой точности, исходя из соображений экономической целесообразности и в соответствии с нормативными требованиями, установленными для соответствующих объектов;
при многопользовательском доступе, предоставляющем права изменения ПД ИР, пользователи должны быть категорированы по правам внесения и изменения координатных данных определенных категорий объектов.

При планировании работ для обеспечения инвестиционной деятельности (подбор ПД для выбора участков, подготовка исходно-разрешительной документации, проектирование, строительство, эксплуатация, формирование прав и регламентов пользования территорией), когда требуется уточнение существующих и формирование новых координатных данных объектов или соответствующих картографических документов (планы, схемы, чертежи, эскизы), по которым можно сформировать такие координатные данные, в состав работ должны быть включены мероприятия, обеспечивающие повышение совместимости координатных данных.

Требования к документированию координатных описаний. Характеристики координатных описаний, указываемые в документированной информации:
субъект, сформировавший координатное описание объекта (осуществивший его модификацию для данной версии объекта);
дата координатного описания;
точность координатного описания (с учетом источника и способа построения);
ссылки на координатные описания других ПО, применяемые для координатного описания части объекта или объекта в целом (если координатное описание объекта (части объекта) уже сформировано в иных ИР, ссылка на которые является обязательной, или если координатное описание объекта (части объекта) уже сформировано в БПД).

Особенность работы в условиях интеграции разнородных по точности, актуальности, согласованности координатных описаний ПД. Общепринятой формой интеграции ПД является их картографическое представление. В традиционной картографии на первом плане находится изображение, а термины «карта» и «картографическое изображение» используются как синонимы. Такой подход диктует специфические способы интеграции пространственных данных об объектах территории. Несмотря на то, что данные могут быть весьма разнородными по точности, актуальности и иным характеристикам, выработаны технологии их интеграции в пространство картографического изображения на ограниченном (лист карты) пространстве. При этом первичные ПД под влиянием человеческого фактора изменяются, пересоставляются, в результате чего производится продукт, в большей или меньшей степени модифицирующий исходные данные.

В геоинформационных системах положение объектов фиксируется не картографическим изображением, а последовательностью описывающих объект координат. Картографическое изображение формируется в результате визуализации координатных описаний объектов, которые являются первичными данными. Это коренным образом меняет систему нормативно-правовых актов, в которых в большинстве случаев положение объектов на местности и относительно друг друга предписывается определять с помощью карт, схем, планов, чертежей и иных изображений. Таким образом, координатное описание любого объекта можно вывести на печать в виде таблицы и уже применительно к ней оформлять правоустанавливающие документы (это относится не только к кадастровым, но и к любым объектам, в том числе содержащимся в ИР разного рода), визуализировать данные, проверять их точными методами при возникновении споров, согласованиях и т. п.

При использовании пространственных данных в геоинформационных системах можно провести выборку объектов определенного типа, имеющих определенные характеристики точности, актуальности и др., из баз данных. Тем самым возникает возможность наиболее полного представления информации об объектах, в том числе о заложенных в ней неопределенностях.

Так, координатные описания соседних строений могут иметь разную точность в зависимости от того, когда и каким образом они были созданы. Имея эти данные, путем тематического картографирования можно визуализировать не только размещение строений на территории, но и степень неопределенности в их положении. Задав классы точности путем указания градаций, можно выделить зоны концентрации строений с различной точностью координатных описаний.

Точность данных о территории влияет на эффективность ее использования (сбор налогов, управление муниципальными образованиями, инвестиционные программы и др.). Например, при инвентаризации подземных инженерных коммуникаций в городах положение разных участков может удостоверяться с точностью, которая варьирует от десятков сантиметров при наличии точных данных (исполнительные чертежи, съемка с применением современных геодезических приборов) до десятков метров при их отсутствии. По традиционной технологии коммуникации отображают в виде линейных объектов, и именно это представление далее фигурирует во всех документах.

При таком подходе уровень точности фиксации инженерных коммуникаций определить затруднительно, и, соответственно, оценить риск инвестора уже в ходе строительства обнаружить «постороннюю» коммуникацию. Завышенные затраты, обусловленные неопределенностями в ПД, инвесторы компенсируют высокими ценами на продукцию, низкими зарплатами, уходом от налогов, т. е. всеми неблагоприятными для государства и граждан способами.

В рамках концепции ИПД следует признать необходимым фиксировать в базе данных о пространственных объектах характеристики точности, достоверности, актуальности их координатных описаний. Например, если положение подземной инженерной коммуникации определено с точностью 10 м, то фиксировать его надо полосой соответствующей ширины (10 м). Тогда в уточнении местоположения коммуникации будут заинтересованы как муниципальная власть (точная локализация охранной зоны высвободит не один гектар дорогостоящей городской территории), так и инвестор (затраты на снятие существующей неопределенности в местоположении коммуникации станут предсказуемыми, будет обеспечено содействие муниципальной власти в решении этого вопроса, появится возможность при той же норме прибыли снижать цены на продукцию, платить более высокие зарплаты и налоги).
Разработка правил и порядка цифрового описания адресных описаний БПО
Адресные данные пространственного объекта должны представлять собой минимальный набор атрибутов, позволяющий идентифицировать его как уникальный среди других пространственных объектов. Адресные данные включают в себя наименование пространственного объекта и его характеристики, используемые для обмена данными, но не содержат координатного описания пространственного объекта.

Для совместимости пространственных данных объектов должны выполняться следующие требования:
в пределах одной системы для пространственных объектов и типа объектов адресные данные должны быть уникальными;
каждому набору адресных данных пространственного объекта должны быть поставлены в соответствие его координатные данные; ссылка от адресных данных на координатные данные осуществляется через идентификатор объекта;
при отсутствии адресных данных объекта их функция выполняется идентификатором объекта.

Атрибутивные данные, присваиваемые пространственным объектам, должны ссылаться на адресные данные объектов.

В качестве наименования объекта пространственных данных используется текстовое описание объекта, выполняющее функцию описания имени объекта при обмене данными. Имена объектов необязательно должны быть уникальными.

Установление, нормализация, употребление, регистрация, учет и хранение наименований географических объектов осуществляются в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Логические модели описания БПО федерального уровня
Логические концептуальные модели описаний БПО федерального уровня должны быть детализированы и уточнены на этапе проектирования инфраструктуры пространственных данных РФ как автоматизированной ИС.

Рис. 1. Описание графического примитива «точечный объект»

Геодезическая основа. Описывается графическим примитивом «точка» и идентификатором (см. табл. 2). Административно-территориальное деление. Описывается графическими примитивами «полигон» или «точка», идентификатором в соответствии с табл. 2. Может быть включен в идентификатор кодом ОКАТО. Наличие кода ОКАТО позволяет по ссылке «определить официальное наименование АТО, его тип и подчиненность». По каждому участку границы должны быть заданы ее правовой статус и характер закрепления (по классификаторам).

Населенный пункт. Описывается идентификатором в соответствии с табл. 1, кодом ОКАТО, если населенный пункт является административно-территориальным образованием, названием и типом в случае отсутствия кода ОКАТО. Населенным пунктам могут соответствовать графические примитивы «полигон» или «точка». Дополнительная информация по населенному пункту может быть получена в базах тематических пространственных данных по учетному номеру, включенному в состав идентификатора.

Строение. Строению могут соответствовать графические примитивы «полигон» или «точка». Строение описывается идентификатором в соответствии с табл. 2. Если информации, включенной в классификационный код, встроенный в идентификатор, окажется недостаточно, то дополнительные сведения могут быть получены из тематических БД. Дополнительно должно храниться адресное описание или ссылка на адресный реестр.

Гидрография. Водному объекту могут соответствовать графические примитивы «полигон», «точка» или «полилиния». Водный объект описывается идентификатором в соответствии с табл. 2. Если информации, включенной в классификационный код, встроенный в идентификатор, окажется недостаточно, то дополнительные сведения могут быть получены из тематических БД.

Рис. 2. Описание графического примитива «полилиния»

Растительность и почвы. Объекту данного класса могут соответствовать графические примитивы «полигон» или «точка». Объект описывается идентификатором в соответствии с табл. 2. Если информации, включенной в классификационный код, встроенный в идентификатор, окажется недостаточно, то дополнительные сведения могут быть получены из тематических БД.

Рис. 3. Описание графического примитива «полигон»

Линейная транспортная инфраструктура. Объектам данного класса могут соответствовать графические примитивы «полигон» или «полилиния». Объект описывается идентификатором в соответствии с табл. 2. Если информации, включенной в классификационный код, встроенный в идентификатор, окажется недостаточно, то дополнительные сведения могут быть получены из тематических БД.

Линейные промышленные объекты. Объектам данного класса могут соответствовать графические примитивы «полигон» или «полилиния». Объект описывается идентификатором в соответствии с табл. 2. Если информации, включенной в классификационный код, встроенный в идентификатор, окажется недостаточно, то дополнительные сведения могут быть получены из тематических БД.
Заключение и выводы
Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что идентификатор БПО должен содержать информацию:
о типе пространственного объекта;
о субъекте, осуществившем учет объекта;
об идентификаторе, присвоенном пространственному объекту в системе учета;
о характере элементарного пространственного объекта.

На этой основе предложена структура идентификатора пространственного объекта, обеспечивающая его уникальность в пределах территории Российской Федерации.

Обоснована необходимость разработки и принятия нормативных актов, регламентирующих порядок присвоения идентификаторов пространственным объектам.

Сформулированы требования к системам координат, используемым для цифровых описаний пространственных объектов, суть которых в обязательном явном указании способов пересчета получаемых координат в единую систему.

Определены требования к совместимости координатных данных и предложены способы их обеспечения.

Сформулированы требования к документированию координатных описаний.

Предложены концептуальные логические модели описания БПО федерального уровня, обеспечивающие их топологическую целостность.