Разработка состава метаданных землеустройства и государственного кадастра недвижимости и проектирование базы метаданных

Актуальность темы

На современном этапе экономических преобразований в Российской Федерации особое значение приобретают вопросы государственного регулирования земельно-имущественных отношений [27]. В связи с этим в системе управления земельными ресурсами обозначились новые приоритеты, например, уточнение налогооблагаемой базы для повышения бюджетных доходов, создание эффективной системы обеспечения прав и гарантий правообладателей земельных участков с целью привлечения инвестиций на рынок недвижимости [26]. Одним из основных инструментов решения указанных задач является Государственный кадастр недвижимости (далее ГКН), являющийся информационной основой государственного управления земельными ресурсами и экономического регулирования земельных отношений[25].

Одним из источников информации ГКН являются результаты землеустроительных и кадастровых работ. Проведение таких работ регламентировано целым рядом федеральных законов, основными из которых являются № 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» и № 78-ФЗ «О землеустройстве» [31,55,57].

Однако, результаты кадастровых и землеустроительных работ используются не только для ведения ГКН. Они также представляют большую ценность для разработки документов территориального планирования, решения вопросов экологической безопасности, защиты плодородия почв и т. д. [44,74]. В свою очередь при ведении ГКН используются материалы геодезических, картографических и фотограмметрических работ, данные информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД) в отношении градостроительных регламентов и др. [1,60].

Кроме того, административным регламентом по предоставлению государственной услуги «Ведение государственного фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства», утвержденным приказом Минэкономразвития РФ № 376 от 14.11.2006 г., предусмотрена открытость и доступность результатов землеустроительных работ для всех заинтересованных физических и юридических лиц [9].

Обеспечение свободного доступа всех заинтересованных физических и юридических лиц к материалам ГКН, а также участие в межведомственном обмене данными невозможно без создания инфраструктуры пространственных данных (далее ИПД) ГКН, что предусмотрено подпрограммой «Создание системы кадастра недвижимости (2006 — 2011 годы)» федеральной целевой программы «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002 — 2007 годы)», утвержденной постановлением Правительства РФ № 560 от 13.09.2005 г.

Вопросы создания ИПД в российской федерации изложены в «Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации» [9], одобренной Правительством РФ. Главной задачей любой национальной ИПД является обеспечение доступа всех заинтересованных лиц к пространственным данным. Пространственные данные представляют собой данные о пространственных объектах, под которыми понимаются цифровые модели материальных или абстрактных объектов реального или виртуального мира, содержащие идентификатор, координатное и атрибутивное описание объектов [12].

Область применения пространственных данных чрезвычайно широка. В связи с этим для решения различных задач разными ведомствами, юридическими и физическими лицами инициируются работы по их производству. Проблема несогласованности подобных работ приводит к дублированию расходов и затратам времени, которых можно было бы избежать, располагая информацией о готовых пространственных данных на необходимую территорию в нужном объеме и качестве. Таким образом, готовые пространственные данные требуют описания для организации их хранения, обеспечения доступа к ним и возможности оценки их пригодности для потенциального потребителя. Для решения указанной задачи используются метаданные, являющиеся основным компонентом ИПД [9].

Актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью описания в виде баз метаданных пространственных данных, используемых для ведения ГКН и государственного фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства, что предусмотрено упомянутыми выше нормативно-правовыми документами, регламентирующими деятельность государства в управлении земельно-имущественным комплексом страны. На актуальность данного направления исследования указывают работы, выполняемые в рамках Европейского союза и ООН по разработке международных стандартов, описывающих состав метаданных и порядок создания и ведения I баз метаданных [86−88].

В связи с этим, цель диссертационного исследования заключается в разработке состава метаданных (тематического профиля), необходимого для описания пространственных данных, используемых при ведении фонда данных землеустройства и ГКН, и проектирование на его основе базы метаданных.

Основные методы диссертационного исследования. Для разработки состава метаданных применялся метод объектно-ориентированного моделирования. Для проектирования базы метаданных использовались реляционные методы моделирования, в том числе теория нормальных форм. Указанные методы являются разновидностью логико-математического моделирования, основывающегося на теории моделей. Исходные данные для проведения моделирования были получены в результате аналитической систематизации и обобщения информации по литературным источникам.

Основными литературными источниками при написании диссертационной работы, в которых рассматривались вопросы содержания землеустроительных и кадастровых работ, состава землеустроительных и кадастровых сведений, организации автоматизированных информационных систем, являются работы российских и зарубежных авторов: Бездушного.

A.M., Варламова A.A., Волкова С. Н., Гальченко С. А., Грейса М., Журкина И. Г., Кларка Д., Кислова B.C., Комова Н. В., Константинова А. Ю., Кошкарёва А. В., Лебедева П. П., Неумывакина Ю. К., Савиных В. П., Хлыстуна В. Н., Цветкова В .Я., Чена П., Шайтуры С. В. и многих других.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что классифицированы методами логико-математического моделирования элементы описания пространственных данных землеустройства и ГКН в виде тематического профиля метаданных. Так же в рамках диссертационного исследования разработан оптимальный алгоритм формирования исходных отношений реляционной модели тематических профилей пространственных метаданных на основе классов объектно-ориентированной модели национального профиля метаданных.

Научное значение выполненного исследования заключается в разработке и обосновании состава сведений фонда данных землеустройства и ГКН о пространственной информации, содержащейся в данных информационных ресурсах. Описывающий данный состав сведений тематический профиль метаданных является основой организации при ведении ГКН межведомственного обмена пространственными данными в том числе в автоматизированном электронном виде. Так же в рамках диссертационной работы разработана методика создания тематических профилей пространственных метаданных в виде реляционной модели данных на основе содержания объектно-ориентированной модели, что значительно упростит процесс создание баз метаданных отраслей, смежных с отраслью ведения ГКН, например отрасли градостроительного проектирования.

Основные положения, выносимые на защиту. Новыми и выносимыми на защиту являются следующие результаты диссертационного исследования:

— состав метаданных, необходимый для ведения ГКН и проведения землеустройства, в виде тематического профиля;

— реляционная модель базы метаданных землеустройства и ГКН;

— правила и алгоритм формирования исходных отношений реляционной модели тематического профиля метаданных на основе классов объектно-ориентированной модели;

— программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства», поддерживающий процессы сбора, документирования, накопления, обработки и хранения метаданных землеустройства и ГКН.

Все вышеизложенное определило структуру диссертационной работы.

Первая глава диссертационной работы, озаглавленная «Научно-методические основы моделирования структуры и создания баз метаданных», посвящена изучению теоретических вопросов определения и использования метаданных, отечественному и зарубежному опыту использования метаданных при операциях с пространственными данными, основных методов разработки структур и баз данных. Так же изучены вопросы использования метаданных при ведении фонда данных землеустройства и ГКН и обоснована необходимость установления их состава. В первой главе обоснован выбор основных методов исследования.

Во второй главе, озаглавленной «Разработка состава метаданных для ведения государственного фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства, и создания Государственного кадастра недвижимости», по результатам аналитической систематизации и обобщения информации по литературным источникам с помощью методов объектно-ориентированного моделирования разработан тематический профиль метаданных фонда данных землеустройства и ГКН. В этой главе также приведен анализ разработанного состава метаданных и сделаны выводы о возможности его дальнейшего использования.

В третьей главе диссертационной работы, озаглавленной «Проектирование базы метаданных землеустройства и государственного кадастра недвижимости» с помощью методов реляционного моделирования и.

СУБД Access рассмотрены вопросы создания базы метаданных землеустройства и ГКН. Кроме того, были сформулированы правила и алгоритм формирования исходных отношений реляционной модели на основе объектно-ориентированной модели. Так же рассмотрены вопросы реализации результатов исследований, в том числе на примере создания программного продукта «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства».

Практическая значимость. Разработанные по результатам диссертационного исследования тематический профиль метаданных, реляционная модель тематического профиля и программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства», могут быть использованы для ведения фонда данных землеустройства и ГКН. Программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства» может быть применен для ведения архивов пространственных данных землеустроительных и кадастровых предприятий. Содержание тематического профиля метаданных может быть использовано при создании тематических профилей областей деятельности, связанных с землеустройством и ГКН, например, в территориальном планировании.

Основные положения диссертационной работы в части апробации докладывались:

На Всероссийском форуме «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития» (г.Москва, июнь 2007 г.).

На Всероссийской научно-технической конференции «Роль и место дистанционного зондирования Земли в инфраструктуре пространственных данных» (г.Екатеринбург, июнь 2007 г.).

На 5-ой Всероссийской конференции «Градостроительство и планирование территориального развития России» (г.Ростов-на-Дону, июль 2007 г.).

На 12-ой и 13-ой Всероссийских учебно-практических конференциях «Организация, технологии и опыт ведения кадастровых работ» (г.Москва, ноябрь 2007 г. и декабрь 2008 г.).

На конференции молодых ученых Государственного университета по землеустройству (г.Москва, декабрь 2007 г.).

В рамках научно-технического визита российской делегации в Испанию автором диссертации был сделан доклад об особенностях создания и развития инфраструктуры пространственных данных государственного кадастра недвижимости (Испания, апрель 2008 г.).

Результаты исследований, изложенные в диссертационной работе, нашли отражения в опубликованных статьях автора [55−62]. По теме диссертации опубликованы 8 работ, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Выводы по главе 3.

В третьей главе диссертационной работы было выполнено проектирование, создание и внедрение базы метаданных на основе разработанного во второй главе тематического профиля фонда данных землеустройства и ГКН. Для этого:

1. На основе объектно-ориентированной модели метаданных фонда данных землеустройства и ГКН были сформированы исходные отношения реляционной модели (с. 89−93).

2. Сформированные отношения были приведены к третьей нормальной форме (с. 93−108).

3. На основе полученной реляционной модели был изготовлен программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства» с использованием СУБД Access (с. 114−121).

В процессе создания реляционной модели:

1. Подтверждена гипотеза о возможности создания реляционной модели на основе результатов объектно-ориентированного моделирования с сокращением нескольких этапов проектирования (с. 111).

2. Сформулированы три правила формирования исходных отношений реляционной модели на основе классов объектно-ориентированной (с. 111−113).

3. Разработан алгоритм сокращенного перехода от одного вида моделей к другому (с. 113−114).

В результате анализ полученной реляционной модели и изготовленного на его основе программного продукта «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства» было установлено, что:

1. Полученная реляционная модель описывает содержание 52 таблиц, в которых хранятся метаданные фонда данных землеустройства и ГКН (с. 108).

2. Метаданные описываются содержанием 110 атрибутов, представляющих столбцы таблиц (с. 108).

3. Из указанного количества атрибутов подлежит заполнению 101 атрибут. 9 атрибутов, представляющие собой ключи Id заполняются автоматически в соответствии с номером строки текущей записи в таблице (с. 108).

Заключение

.

В диссертационной работе приведены результаты исследований по решению задачи, связанной с разработкой состава метаданных землеустройства и ГКН и проектированием базы метаданных, что имеет существенное значение для создания и развития инфраструктуры пространственных данных государственного кадастра недвижимости и ведения фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства.

В диссертационной работе в результате аналитического обзора международных и национальных стандартов, анализа нормативно-правовых документов и по результатам изучения основных методов моделирования структур данных было установлено, что:

1. Метаданные представляют собой данные о пространственных данных и играют основную роль в процессах обмена, хранения пространственной информации. Состав и описание метаданных утверждены международными и национальными стандартами (профилями), на основании которых существует возможность разработки тематических профилей (с. 1121).

2. Для ведения фонда данных землеустройства и ГКН требуется разработка тематического профиля метаданных и реализации его в виде базы метаданных (с. 20−23).

3. Для установления и описания состава метаданных целесообразно использовать методы объектно-ориентированного моделирования, а для проектирования баз метаданных оптимальными методами являются реляционные (с. 24−29).

В результате выполненного диссертационного исследования были получены следующие основные результаты и сделаны предложения по их реализации.

1. В диссертационной работе установлено, что для ведения фонда данных землеустройства и ГКН необходимо документирование 74 элементов метаданных, входящих в состав разработанного тематического профиля, из которых 47 соответствуют содержанию национального профиля метаданных РФ, а 27 выделены дополнительно, исходя из потребностей отрасли землеустройства и ГКН в описании' отдельных свойств пространственных данных (с. 51−78).

2. Состав и структура базы метаданных фонда данных землеустройства и ГКН определяются разработанной в диссертационной работе реляционной моделью тематического профиля метаданных (с. 89 108).

3. Для создания реляционной модели тематического профиля метаданных является оптимальным использование разработанного в диссертации алгоритма формирования исходных отношений реляционной модели на основе классов объектно-ориентированной (с. 111−114).

4. Программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства», созданный на основе разработанного тематического профиля метаданных и его реляционной модели, позволяет выполнять основные операции по документированию сведений о пространственных данных фонда данных землеустройства и ГКН, организации их хранения в виде базы метаданных и предоставлению по запросам заинтересованных лиц (с. 114−121).

5. Разработанные по результатам диссертационного исследования тематический профиль метаданных, реляционная модель тематического профиля и программный продукт «Метаданные ИПД ГКН и землеустройства», могут быть использованы для ведения фонда данных землеустройства и ГКН территориальными управлениями Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (РОСРЕЕСТР). Разработанный программный продукт также может быть применен для ведения архивов пространственных данных предприятий, выполняющих землеустроительные и кадастровые работы (с. 121−123).