Article content
Когда говорят о цифровизации градостроительства, чаще обсуждают ГИС, сервисы, аналитику и автоматизацию. Но эффективность любой цифровой системы начинается с качества данных. Основа пространственных данных — координаты.
Координаты — единый язык, который связывает кадастр, проектную документацию, инженерные изыскания и строительные площадки. Именно они определяют положение объектов в пространстве и позволяют разным информационным системам работать с одними и теми же данными без расхождений.
В России используется несколько систем координат (СК), и каждая решает свои задачи. От того, в какой системе координат созданы данные, зависит, получится ли объединить их с другими источниками без ошибок.
СК-42, СК-95 — наследие прошлого
Основной системой координат в СССР и России до 2000-х годов являлась Единая система геодезических координат 1942 года (СК-42). Одним из ее недостатков была относительно низкая точность на больших расстояниях. На Дальнем Востоке ошибки могли достигать десятков метров.
Ей на смену пришла система геодезических координат 1995 года (СК-95). СК-95 строилась на основе современных высокоточных измерений и математической обработки. Это позволило на порядок снизить ошибки — с метров до сантиметров.
Однако СК-95 оставалась референцной системой — привязанной к эллипсоиду, ориентированному на территорию СССР. Ее начало координат не совпадало с центром масс Земли. Это создавало трудности при интеграции с глобальными спутниковыми системами (ГЛОНАСС, GPS) и международными данными.
Кроме того, координаты пунктов в СК-42 и СК-95 имели гриф секретности, что ограничивало их использование в гражданских и коммерческих целях. Для устранения этих системных ограничений и перехода на современные геодезические стандарты была разработана ГСК-2011.
ГСК-2011 — единая система для всей страны
Государственная геодезическая система координат 2011 года (ГСК-2011) — это единая модель Земли для всей России, утвержденная постановлением Правительства РФ. Она используется там, где необходима общая пространственная основа для всей территории страны: для решения федеральных задач, включая работу с границами, ведение государственных геодезических работ и недропользование.
Ключевым отличием ГСК-2011 от предшественников является использование нового геоцентрического общеземного эллипсоида. Хотя все новые геодезические и картографические работы должны выполняться с применением ГСК-2011, полного перехода пока не произошло. Значительная часть архивных данных по-прежнему существует в СК-42 и других ранее использовавшихся системах координат. Поэтому одна из главных задач цифровизации сегодня — обеспечить корректную совместную работу исторических и современных пространственных данных.
Если документ, например, Генеральный план, был утвержден до 2021 года (до того, как приказом Росреестра было введено требование о наличии обязательных параметров перехода из МСК к ГСК-2011), то, скорее всего, в нем используются устаревшие системы координат. В таком случае при обновлении документа его координатная часть подлежит обязательному преобразованию в ГСК-2011. Если этого не сделать, данные в документе и фактическое положение объектов на местности могут противоречить друг другу.
Приказ Росреестра от 20 октября 2020 г. N П/0387
МСК — точность на уровне региона
Для практических задач в субъектах РФ используются местные системы координат (МСК). Они позволяют работать с данными в пределах ограниченной территории с минимальными искажениями картографической проекции и поэтому применяются при выполнении большинства кадастровых и градостроительных работ.
Поэтому именно в МСК обычно выполняются:
- проектирование объектов капитального строительства и линейной инфраструктуры;
- кадастровые работы и межевание;
- установление границ муниципальных образований и территориальных зон.
С 2020 года при установлении МСК должна быть обеспечена возможность перехода к ГСК-2011 с использованием специальных параметров преобразования. Для большинства регионов такие параметры были определены Росреестром, что позволило обеспечить совместимость данных на государственном уровне. Однако на практике качество преобразования может различаться. В отдельных случаях параметры отсутствуют, требуют уточнения или не позволяют полностью устранить расхождения между архивными и новыми данными.
Основа МСК напрямую влияет на совместимость данных. Если новые кадастровые работы выполняются в системе, совместимой с архивными материалами, результаты обычно хорошо совпадают. При переходе на современные системы координат нередко выясняется, что старые участки оказываются смещены относительно новых. Геодезически новые измерения точнее, но для цифровизации это означает необходимость согласования исторических и актуальных данных.
Почему старые системы координат становятся проблемой
Исторически многие города, предприятия и отрасли использовали собственные условные системы координат. Они создавались для конкретной территории и не были связаны с государственной геодезической сетью. Поэтому сегодня определить их точное положение относительно современных государственных систем координат бывает крайне сложно.
Для локальных задач это работало, но сегодня такие данные все труднее использовать в современных информационных системах, так как противоречат вновь созданным данным в современных ГИС-системах.
Если соседние наборы данных созданы в разных системах координат или параметры их преобразования неизвестны, корректно совместить их крайне сложно. Именно поэтому одним из первых этапов цифровизации становится не только перевод архивных данных в актуальные системы координат, но и проверка их пространственной согласованности между собой.
«Главная современная проблема в работе с координатами — не выбор между ними, а их корректное сочетание для совместного использования. На практике в одном проекте соседствуют архивы 90-х, межевания 00-х и свежие спутниковые данные, причём для многих местных систем попросту нет утверждённых ключей к ГСК-2011, а те, что есть, дают метровые расхождения, которые вылезают уже на этапе строительства или кадастровых споров. Поэтому подход, при котором систему определяют автоматически, а визуализацию приводят к единому виду без искажения исходников — это единственный прагматичный путь, позволяющий не переснимать заново тысячи километров сетей и не переделывать генпланы, а сразу начать работать с данными как с цельным пространственным фундаментом, без которого любая „цифра“ остаётся просто красивой картинкой», — отметил кандидат географических наук, заведующий кафедрой картографии и геоинформационных систем Школы естественных наук ТюмГУ Ильдар Идрисов.
Именно поэтому современные ГИС должны уметь работать не только с данными в актуальных системах координат, но и с большим объемом исторической информации, созданной по разным правилам и стандартам.
Как мы решаем проблему несовместимости систем координат в Geometa от Gems?
1. Мульти-СК в одном окне
Мы работаем с множеством систем координат одновременно — в одной карте и даже в одном слое.
2. Автоматическое определение системы координат
В основном этот сценарий работает для данных ЕГРН, где встречается самое большое разнообразие записей. Если один алгоритм не дает результата, автоматически применяются другие методы. Это позволяет определить систему координат для большего объема данных и свести к минимуму случаи, когда требуется ручная проверка.
3. Корректная визуализация данных
Если в проекте используются нестандартные системы координат, мы подбираем параметры отображения так, чтобы пользователь видел правильную пространственную картину без искажений. Исходные данные при этом не изменяются. Такой подход особенно важен для регионов, где в едином пространстве объединяются данные из разных муниципальных образований или одновременно используются несколько систем координат.
Точный результат зависит не только от математических преобразований. Не менее важно учитывать историю данных: когда они были получены, в какой системе координат создавались и как преобразовывались. Только так можно корректно объединить архивные и современные материалы.
Работа с координатами — это только первый уровень качества пространственных данных. Даже если система координат определена правильно, этого еще недостаточно для полноценной цифровой работы. Важно и то, как данные обрабатываются внутри информационной системы.
Например, в некоторых программных продуктах точность хранения координат ограничивается количеством знаков после запятой. При преобразовании данных это может приводить к дополнительным погрешностям. Поэтому качество пространственных данных складывается из множества факторов — от выбора системы координат до корректности их хранения и обработки.
Почему тысячи градостроительных документов остаются всего лишь чертежами, что превращает их в цифровую модель и почему именно качество данных определяет эффективность ГИСОГД, аналитики и автоматизации — расскажем в следующих материалах.
