1 Анализ возможностей и практики применения 3

1

Анализ возможностей и практики применения 3 D кадастра 3 D кадастр упорядочивает и систематизирует все виды собственности в едином месте. Дает оценку прав собственности на все объемы, учитывает все факторы влияния на указанную территорию либо строение. 2

Содержание 1. Возможности и назначение 3 D кадастра 2. Современное состояние кадастровых данных 3. Текущие работы по 3 D кадастру в РФ 4. Обзор пилотных проектов в мире. 5. Выводы и направление движения. 3

Раздел 1. Возможности и назначение 3 D кадастра 4

Понятие 3 D кадастра « 3 D кадастр» это кадастр, который регистрирует и дает представление о правах и ограничениях не только по участкам представленным в виде плоской проекции, но и по трёхмерным объектам недвижимости. Трёхмерный объект недвижимости это ограниченное пространство, на которое лицо имеет реальное право. 5

Понятие 3 D кадастра ГИС Бумажная карта Цифровая карта СУБД 3 D ГИС 3 D Кадастр СУБД (Система управления базой данных ) С технической точки зрения, 3 D кадастр это трёхмерная модель с кадастровыми данными (атрибутами) объектов, учитывающая кадастровые объемы, объемы сооружений, нормативные расстояния между объектами, сервитуты над или под заменой поверхностью и внутри зданий и сооружений. 6

Понятие 3 D кадастра Отличие 3 D кадастра от других видов геопространственного моделирования (3 D ГИС): наличие 3 D объемов описывающих кадастровые данные Геопространственное моделирование 3 D Геоинформационные системы Основой являются двухмерные и трёхмерные формы 3 D Кадастр Дополняет 3 D ГИС трёхмерными пространствами и замкнутыми объемами 7

Пример обычного кадастрового паспорта 8

Пример обычного кадастрового паспорта 9

Пример обычного кадастрового паспорта 10

Требования к 3 D кадастру • Ожидается, что 3 D кадастр будет з-х мерной информационной геопространственной моделью занимаемого объёма кадастрового объекта; • Этот объем должен включать в себя, кроме стандартных кадастровых атрибутов, данные о координатах (XYZ), данные о сервитутах смешного типа над и подземных сооружений, с учетом ограничений; • Модель должна учитывать полезные объемы кадастрового объекта, необходимые инженерные сооружения и сети, требующие сервитута; • Предполагается электронная форма документа 11

Требования к 3 D кадастру Предоставление данных 3 D кадастра • Основной формой передачи кадастровых данных собственнику, может стать флэш носитель с аппаратнопрограммной защитой информации. Данные на флэш носителе должны быть представлены как в привычном 2 D виде, так и в виде 3 D модели кадастрового объекта с прилегающей территорией; • Для использования государственными, экстренными службами и т. п. модель всего города должна быть представлена в полном виде на рабочих станциях с ограниченным доступом; • Для общедоступных данных может быть создан Web портал для доступа через сеть Интернет. 12

Возможности 3 D кадастра Учет не только площади кадастрового объекта, но и все объемы которые он занимает или на которые он влияет • Существующие 2 D карты не могу полностью описать геометрию сложных объектов; • В 3 D кадастре учитываются все виды объемов: - Объем занимаемый зданием - Объем прилегающей территории - Объем подземной части - Объемы и атрибуты внутренних помещений - Объемы сервитутов 13

Требования к 3 D кадастру Зонирование территорий, получение статистики по ним • На основе уже имеющихся данных ГИС, 3 D кадастр может представлять наглядное зонирование территории; • Предоставление полной статистики зон, территорий и сооружений; • Статистика может быть отображена на 3 D модели в произвольном виде для максимальной наглядности. 14

Требования к 3 D кадастру Анализ видимости и взаимодействия • Оценка влияния во всех плоскостях проектируемых объектов на уже существующие; • Анализ всех типов взаимодействия (пересечение, приближение, соблюдение нормативных расстояний) на различные типы объектов; • Анализ затемненности и освещения. 15

Вид на Невский проспект, созданный на основе 2 D ГИС с элементами 3 D кадастра Модель выполнена в КБ Ви. ПС 16

Вид на Невский проспект, анализ видимости зданий Модель выполнена в КБ Ви. ПС 17

Видимые здания выделены желтым Точка просмотра, на высоте 1. 8 метра Модель выполнена в КБ Ви. ПС 18

Возможности 3 D кадастра Анализ влияния на охраняемые объекты • Анализ проверки влияния на изменение исторического вида города и горизонта; • Оценка с учетом временных факторов; • Детальная разработка проектов организации проведения реставрационных работ и их влияние на прилегающие зданиясооруженияя на основе 3 D кадастра. 19

Возможности 3 D кадастра Расширенные возможности для эксплуатирующих организаций • Работа в 4 D (оценка изменений с учетом времени); • Возможность вывода актуальных данных: - Телеметрии - Нормативных сроках службы и плановой замены (возможность зонирования , группировки и запросов этих данных) - Камер наружного и дорожного наблюдения - Фото, видео данные о объектах - 3 D панорамы и просмотр улиц (по аналогии с Яндекс. Панорамы) 20

Возможности 3 D кадастра Учёт в едином пространстве всех типов собственности и сооружений • Совмещение в единой среди всех типов кадастровых, географических, информационных, статистических, эксплуатационных данных; • Возможность проверки корректности и точности имеющихся данных; 21

Пример обнаружения ошибки в 2 D кадастре с помощью инструмента 3 D. В существующей ГИС города Храм Воскресения Христово (Спаса на крови) высотою всего 3 метра. Модель выполнена в КБ Ви. ПС 22

Раздел 2. Современное состояние кадастровых данных в РФ 23

Современное состояние кадастровых данных в РФ • Большая часть данных присутствует в 2 D ГИС; • Имеющиеся 2 D ГИС содержат всю необходимую атрибутивную информацию для построения 3 D кадастра; • Наличие данных ДЗЗ (дистанционного зондирования земли), как в открытом виде так и в частной собственности; • Достаточное количество специалистов ГИС способных разработать системы 3 D кадастра; 24

Проблемы 2 D кадастровых данных в РФ • Существующая система регистрации прав не учитывает 3 D, соответственно затрудняет регистрацию прав объектов сложной формы; • Проблемы учета прав на подземные сооружения; • Проблемы при регистрации прав «пресекающихся» объектов. Например прохождение объекта надпод кадастровым участком; • Текущее состояние кадастровых данных существенно отстает от требований общества и технологических возможностей. 25

Существующие проблемы 2 D кадастра решаемые 3 D кадастром 1. Выявлений ошибок в данных, которые невозможно вычислить в 2 D ГИС; 2. Возможность оценки влияния объектов на все объемы; 3. Получение единой базы всех объектов инфраструктуры, с учетом взаимодействия; 4. Наглядна оценка. 26

Юридическая сторона Существующая законодательная база Тех. Регламенты определяющие создание ГИС и кадастра • • ГОСТ 52438 -05 ГОСТ 52439 -05 ГОСТ 52572 -06 ГОСТ 28441 -99 и т. д. Кадастровые органы и правовые акты о кадастре • • Росреестр Рослесхоз Роснедра и т. п. Фед. Закон № 221 -ФЗ и т. п. • Не имеют определений для объёмов участков, зданий, подземного и воздушного пространства; • Терминология тех. регламентов мало пересекается с правовыми актами; • Имеется достаточная база для начала работы по 3 27 D кадастру

Юридическая сторона Юридический аспект Установление юридического статуса 3 D объекта недвижимости • Гражданское и земельное законодательство • Законодательство о регистрации прав на недвижимость и сделок с ней Задачи Законодательно реализовать возможность установления 3 Dединиц собственности в рамках юридической системы Задачи Реализовать возможность предоставления 3 D объектов в кадастре (интеграция 3 D инфо в 2 D-кадастровую регистрацию) Задачи Разработать стандарты подготовки и структуризации 3 D-данных для поддержки 3 D объектов в кадастровой регистрационной системе Кадастровый аспект • Формирование 3 D объектов недвижимости • Кадастровый учет 3 D объектов • Регистрация прав на 3 D объекты недвижимости Технический аспект • Архитектура системы (Технические средства, программное обеспечение, структура БД) 28

Раздел 3. Текущие работы по 3 D кадастру в РФ 29

Текущие работы по 3 D кадастру в РФ • Ряд организаций занимающихся ГИС системами имеют наработки, в виде 3 D ГИС; • Некоторые регионы приступили к созданию собственных 3 D ГИС (Ульяновская обл, Московская обл, г. Курск); • Росреестр провел исследования и пилотный проект в области 3 D кадастра, в период с 2010 по 2012 годы, в Нижнем Новгороде; 30

Росреестр Пилотный проект: Моделирование 3 D кадастра в России. Даты: Июнь 2010 – Июль 2012 Участники: Управление Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Россреестр), Федеральный кадастровый центр «Земля» , Kadaster (Нидерланды), Delft University of Technology, Royal Haskoning BV и Grontmij Netherlands BV. 31

Росреестр Пилотный проект, часть 1: Жилой дом с торгово-офисными помещениями и подземной стоянкой по адресу г. Нижний Новгород ул. Невзоровых д. 66 а 32

Росреестр Пилотный проект, часть 1: Жилой дом с торгово-офисными помещениями и подземной стоянкой по адресу г. Нижний Новгород ул. Невзоровых д. 66 а • • 88 квартир; Земельный участок находится в частной собственности; Участок зарегистрирован как не оконченное строительство; Подземная стоянка. 33

Росреестр Пилотный проект, часть 2: Жилой дом с торгово-офисными помещениями и сложной архитектурой по адресу г. Нижний Новгород ул. Белинского д. 9/1 • • Различные типы собственности; Индивидуальная планировка этажей; Подземная стоянка + на первых двух этажах банк; Более 20 типов помещений, с 10 ю различными собственниками. 34

Росреестр Пилотный проект, часть 3: Газопровод низкого давления г. Нижний Новгород от ул. Пискунова до Воронежской наб. д 7. • • Длина – 72, 73 м, диаметр – 50 мм; Владелец: ОАО «Нижегородоблгаз» ; Пересечение участков с различными собственниками; 2 выхода на поверхность (люки). 35

Росреестр Для 3 D кадастра Росреестра выделяются следующие типы кадастровых объектов: 1. 2. 3. 4. 5. Земельный участок; Здание; Квартира; Другие сооружения (мосты, трубы и т. п. ); Не законченные объекты и сооружения. 3 D регистрация объекта основана на 2 -х пространственных представлениях: 1. 3 D многогранник (3 D объем) 2. 3 D мультикривые с диметром (поверхность вокруг трубы) 36

Росреестр Исходные данные: 1. Цифровая модель рельефа; 2. Топографическая карта; 3. Кадастровые данные: - пространственные: границы - не пространственные: характеристики кадастровых кварталов и земельных участков. 4. Регистрационные данные и техническая документация; 37

Росреестр Исходные данные: 3 D геометрия создавалась в Google Sketch. Up 38

39

Росреестр Дальнейшие планы: 1. Лазерное сканирование; 2. Автоматическое формирование 3 D объемов из 2 D планов; 3. Схема при которой все новые здания проектируются в 3 -х мерных САПР; 4. Тестирование новых решений на примере 3 D кадастра в Сколково. 40

Раздел 4. Обзор пилотных и выполненных проектов в мире 41

Лидер и фактически единственная организация координирующая всю работу в мире по 3 D кадастру является: В октябре 2012 прошел 3 -й из 7 -и семинаров по 3 D кадастру. Организаторы: FIG (International Federation of Surveyors) Цель семинара: Сформировать к конгрессу 2014 года в окончательном виде все нормы и требования 3 D кадастра 42

Как результат предыдущих семинаров стал стандарт: ISO 19152 Land Administration Domain Model (LADM) - Стандарт охватывает все основные сведения, связанные с компонентами управления земельными ресурсами (в том числе над водой, а также земли, и элементы выше и ниже поверхности); - Обеспечивает абстрактную, концептуальную схему с пятью основными компонентами, связанных с участниками (люди и организации); Пространственных объектов (участков); Раздел прав, обязанностей и ограничений (имущественных прав), Источниками пространственных данных (съемка) и Пространственных представлений (геометрия и топология); 43

Как результат предыдущих семинаров стал стандарт: ISO 19152 Land Administration Domain Model (LADM) - Предоставляет терминологию для управления земельными ресурсами, основанных на различных национальных и международных систем; - Позволяет объединить информацию о земельных участках из разных источников в одном ключе; - Обеспечивает основу для национальных и региональных стандартов. ISO 19106 – Profiles (Профили) ISO 19107 – Spatial schema (Пространственные схемы) ISO 19108 – Temporal schema (Временные хар. географических данных) ISO 19109 – Rules for application schema (Правила создания схем) ISO 19111 – Spatial referencing by coordinates (Пространственные ссылки по координатам) ISO 19113 – Quality principles (Принципы оценки качества) ISO 19114 – Quality evaluation procedures (Методы оценки качества) ISO 19115 – Metadata (Метаданные) ISO 19136 – Geography Markup Language (GML) (Язык GML) 44

Южная Корея Пилотный проект 3 D кадастра на основе LADM в Южной Коре Проект является совместным с Нидерландами, участники: Южнокорейская сторона: - Корейская корпорация кадастровой съемки - Университет Сеула, факультет Геоинформатики Сторона Нидерландов - Kadaster (аналог Россреестр) - Технологический университет г. Делфт - Университет г. Твенте (ITC) 45

Южная Корейское правительство строит систему пространственных данных инфраструктуры с 2001 года. 46

Южная Корея Пример Web портала 3 D кадастра г. Сеул 47

Южная Корея Пример Web портала 3 D кадастра г. Сеул Кадастровые данные (атрибуты) здания 48

Южная Корея Пример Web портала 3 D кадастра г. Сеул. Представление в виде карты. 49

Южная Корея 3 D представление подземных сооружений 3 D кадастра г. Сеул. 50

Южная Корея 2 D представление подземного торгового комплекса 3 D кадастра г. Сеул. Кадастровый учет площадей и арендаторов 51

Южная Корея Кадастровый паспорт 3 D кадастра г. Сеул. 52

Модель города Чанчунь. Китай Система 3 D кадастра в г. Чанчунь Основная платформа – Arc. GIS В качестве основы были использованы 2 D ГИС данные. Основные параметры системы: - Площадь: 350. 9 кв. км; Количество точек лазерного сканирования: 140 млн; Количество 3 D моделей городской инфраструктуры: 130 тыс; Внутренняя планировка некоторых моделей с топологией; Атрибутивная информация всех участков и зданий. 53

Модель города Чанчунь. Китай Основные параметры: - Построение графиков и выдача в Excel; - Визуальный анализ; - Отображение не только модели здания, но и полезный объем всего участка; - Отслеживание изменения проекта, цветовая индикация изменений; 54

Модель города Чанчунь. Китай Кадастровый объем и 3 D модель здания 55

3 D кадастр Тайваня Работа начата в 2007 году; Кроме построения 3 D кадастра в систему заложены следующие задачи: - Учет недвижимости; - Управление недвижимостью/зданием; - Формирование и анализ городской инфраструктуры; Главная цель системы – не ограничиваться только 3 D визуализацией и анализа. 56

3 D кадастр Тайваня Типы данных и территория покрытия для формирования основы 3 D кадастра Отсканированные карты Цифровые карты Оцифрованные аэрофотоснимки Нет данных 57

3 D кадастр Тайваня Уровень детализации кадастровых данных – сверх детальная, вплоть до элементов интерьера Лифт Слой этажа Колона Пол Дверь Окно Карниз Балкон Здание Стены 58

3 D кадастр Тайваня Этапы формирования сверх детальных кадастровых данных 3 D Объемы 2 D ГИС Детальная 3 D модель здания Поэтажные 3 D модели 59

3 D кадастр Тайваня Создание моделей из поэтажных планов Прошлое: Сканирование бумажных планов, оцифровка; Настоящее: Создание 3 D моделей из векторных чертежей с помощью 3 D моделирования; Будущее: Работа исключительно в 3 D. 60

3 D кадастр Тайваня Объем квартиры в детальной модели 3 D кадастра Пример уровня детализации 3 D кадастра Тайваня 61

3 D кадастр Тайваня Пример уровня детализации 3 D кадастра Тайваня Пример совмещения 3 D кадастра и данных с камер видеонаблюдения Тайваня 62

3 D кадастр Тайваня Пример зонирования территорий 3 D кадастра Тайваня 63

3 D кадастр Тайваня Схема организации данных 3 D кадастра Тайваня Запросы • Достопримечательности, адреса, координаты, пересечении, 3 D анализ и объемы • Участки, адреса, кадастровые данные Выход • • Выход Номера домов Используемая лицензия 3 D картинка 2 D картинка Выход • • • Кадастровая карта и атрибуты 3 D здания Сооружения и эксплуатационная информация Поэтажные планы Информация о лицензии Информация о здании Зонирование Запросы • Дороги, административные тер -ии, номер лицензии… • • • Многофункциональная кадастровая карта Данные о собственнике Земельная и строительная регистрационная информация Выход • Номер здания и участка Запросы • Зональная информация 64

3 D кадастр Тайваня Структурная схема 3 D кадастра Тайваня Многофункциональная 3 D кадастровая информационная система Национальная кадастровая БД 3 D модели Департамент управления земельными ресурсами г. Каохсиунг г. Тайчунг Топографическая карта г. Тайбэй Округ Тайбэй 65

Раздел 5. Выводы и направления движения 66

Выводы 1. На данный момент все системы 3 D кадастра проходят этап либо пилотного проекта, либо пост пилотного проекта в рамках 1 -3 городов. 2. Главные участники (локомотивы) проектов 3 D кадастра являются государственные органы и ВУЗы различного типа. 3. Главный результат 3 D кадастра: - 3 D модель, предоставляется в режиме Web просмотра; - Выдача бумажного 3 -х мерного кадастрового паспорта. - Выдача защищенного флэш носителя с трехмерной моделью кадастрового участка. 4. Недостаточно используются возможности информационного моделирования технологии здании - BIM. В основном модели формируются с помощью простых инструментов моделирования зданий (Sketch. UP), технологии САПР 67 используются мало.

Выводы Типовая схема создания 3 D кадастра Источники данных Архивная подсистема city. GML Хранилище сity. GML Система формирования модели, визуализация и система анализа Интеграция данных и система контроля качества Архив Визуализация высокого качества на рабочих станциях Web просмотр Сборка и проверка на коллизии Просмотр Street View Взаимодействие с эксплуатирующими организациями 68

Выводы Типы визуализации 3 D кадастра. Что мы можем сделать уже сейчас? LOD 1 Визуализация примитивами LOD 2 Крыши и текстуры LOD 3 Внешняя детализация архитектуры LOD 4 Внутренняя детализация Создание такого типа данных возможно уже сейчас, на основе существующих ГИС данных. В том числе создание подземных сетей и сооружений. Сложность вызывают не полные, либо мало доступные данные. 69

Выводы Оценка технической возможности создания 3 D кадастра 1. Наличие существующей базы 2 D ГИС дает отличную основу для создания 3 D кадастра с уровнем визуализации LOD 1 -2; 2. Массовый переход проектных организаций на технологии трехмерного проектирования дает возможность получение готовых детальных 3 D моделей новых и реконструируемых объектов; 3. Существующий геоинформационный портал инфраструктурных пространственных дает возможность создания 3 D кадастра не только на территориях занесенными в 2 D ГИС; 4. Существующие технические регламенты дают возможность создания 3 D кадастра, но никак юридически не описывают кадастровые объемы. 70

3 D модель г. Санкт-Петербурга и пригородов созданная на основе 2 D ГИС данных, выполненная в КБ «Ви. ПС» • Проверка видимости объектов со всех ракурсов; • Оценка изменений видимости горизонта, отбрасывания теней, нормативные расстояния между объектами; • Проверка взаимодействия, оценка коллизий; 71

Выводы Для создания 3 D кадастра необходимы следующие элементы 1. Полноценная ГИС система города с атрибутами сформированными по ISO 19152 (LADM); 2. Специализированный набор программного обеспечения; 3. Специалисты следующих направлений: - Программисты - Специалисты по ГИС - Специалисты по СУБД - САПР специалисты и визуализаторы 72

Выводы Ориентировочный список специализированного программного обеспечения для создания 3 D кадастра Упрощенный вариант: Autodesk Infrastructure Modeler, Auto. CAD MAP 3 D, Autodesk Map. Guide Enterprise, Sketch. UP Pro, Autodesk Revit, ПО для создания и администрирования Базой данных Полный вариант: Набор решений в рамках системы Arc. GIS, Sketch. UP Pro, Autodesk Revit, ПО для создания и администрирования Базой данных 73

Выводы Примерный пакет программного обеспечения Arc. GIS для создания 3 D кадастра Настольные ГИС Arc. View — набор мощных инструментов для картографирования, создания отчетов и картографического анализа. Включает приложения Arc. Map, Arc. Catalog и Arc. Toolbox. Arc. Editor — включает всю функциональность Arc. View и расширяется дополнительными возможностями. Поддерживает однопользовательский и многопользовательский режимы редактирования. Arc. Info — включает всю функциональность Arc. Editor и расширяется дополнительными инструментами пространственного анализа и обработки данных. Серверные ГИС Arc. GIS Server (для создания корпоративной ГИС с неограниченным числом рабочих мест, публикации интерактивных карт в Интернет) Arc. GIS Image Server (для публикации больших объемов растровых данных) Arc. SDE (для хранения пространственных данных в СУБД, интеграции с другими ИС) Инструменты разработчиков ГИС Arc. GIS Engine Arc. GIS Runtime 74

Выводы Примерный пакет программного обеспечения Arc. GIS для создания 3 D кадастра Инструменты анализа: Arc. GIS Spatial Analyst — для проведения пространственного анализа, основанного на данных в растровом формате. Arc. GIS 3 D Analyst — для проведения пространственного анализа, основанного на данных в формате триангуляционной нерегулярной сетки. Предоставляет также средства 3 D-визуализации. Arc. GIS Geostatistical Analyst — для комплексного статистического анализа данных в растровом формате. Arc. GIS Schematics — для представления ГИС-данных в виде диаграмм, что позволяет оценить уровень сложности данных, их связность и пр. Arc. GIS Survey Analyst — для анализа геодезических данных Arc. GIS Tracking Analyst — для визуализации и анализа данных, собираемых в реальном времени. Arc. GIS Data Interoperability — для конвертации данных из различных ГИС-форматов. XTools Pro — набор инструментов для пространственного анализа, конвертирования объектов и работы с атрибутивными таблицами в Arc. GIS Desktop. Carry. Map — модуль-расширение к Ar. GIS для создания переносных, мобильных электронных карт и ГИС проектов в виде исполняемого файла, состоящего из программной оболочки и собственно электронной карты. SXF Tools — для работы с SXF-данными в Arc. GIS. TAB Reader — для прямого чтения данных в форматах Map. Info TAB и MIF/MID в системе Arc. GIS с сохранением существующего рендеринга, свойств условных обозначений и информации о координатной системе, заданных в формате ТАВ. Возможно найдут применение: Arc. GIS Business Analyst Server — для проведения маркетинговых исследований на основе пространственной информации в среде ESRI Arc. GIS Server (геомаркетинг). Arc. GIS Business Analyst Desktop — для проведения маркетинговых исследований на основе пространственной информации в среде ESRI Arc. GIS Desktop. 75