Odvětvové informační středisko a Zeměměřická knihovna VÚGTK VÝROČNÍ ZPRÁVA VÚGTK ZA ROK 2003

Hlavní zaměření útvaru GIS a KN bylo na vytvoření a provozní odzkoušení nové databázové struktury pro uložení grafických a negrafických dat katastru nemovitostí a vytvoření nového produktu pro obnovu katastrálního operátu s názvem MicroGEOS Nautil. Hlavní činnost útvaru byla v roce 2003 zaměřena na řešení následujících projektů.

Programový systém MicroGEOS Map a MicroGEOS Vektor (dále jen MicroGEOS) byl vyvinut ve VÚGTK jako ucelený systém pro obnovu katastrálního operátu novým mapováním a přepracováním stávajících analogových map do jednotného státního souřadnicového systému S-JTSK. Vstupní datové sady jsou především soubory popisných informací katastru nemovitostí v textovém formátu VFK z databáze ISKN (Informační systém katastru nemovitostí), dále rastrové soubory stávajících katastrálních map a textové soubory registrů souřadnic. Po načtení dat se provede ruční vektorizace rastrových souborů a katastrální mapa se porovná se soubory popisných informací s ohledem na jednotnost obou částí katastru.

Programový systém dále zajišťuje vyhotovení podkladů pro zjišťování průběhu hranic pozemků a vyhotovení soupisů nemovitostí pro každý náčrt zjišťování průběhu hranic pozemků. Digitální forma náčrtů je doplňována údaji zjištěnými při místním šetření a současně umožňuje i tiskový výstup pro práci v terénu. Z náčrtu zjišťování průběhu hranic dokáže program automatizovaně připravit náčrt měřický pro podrobné měření. Z měřických náčrtů vedených po souborech program vytvoří pro celé katastrální území digitální mapu ve struktuře a s atributy podle státního standardu. Automatické spojování kresby na body s měřenými souřadnicemi a doplnění kresby parcel zjednodušené evidence je zajištěno programovými funkcemi, které byly součástí řešení projektu. Samostatná funkce byla vyvinuta pro automatizované přečíslování parcel a vytvoření srovnávacího sestavení, které pracuje ve třech krocích, tj. koncept přečíslování, mapa po přečíslování a nakonec vyhotoví srovnávací sestavení přečíslování z původních parcelních čísel a čísel nových.

Důležitou součástí jsou kontroly digitálních dat programem “Kontroly” s možností kontrolovat jak celé katastrální území, tak i vymezenou část území. MicroGEOS umožňuje kontrolovat jak grafická data, tak i data popisných informací uložená v databázi (ORACLE) a provádět i kontroly vzájemných vztahů obou částí operátu.

Důležitou skupinou funkcí vytvořenou ve VÚGTK je transformace a pro-hlížení rastrů. Rastrový manager umožňuje volit barvu rastru a jeho umístění. Z transformací rastrů obsažených v programu MicroGEOS jsou transformace posunem, Helmertova, afinní, bikubickým Coonsovým plátem, Jungova a TPS. Z dalších funkcí jsou to čištění rastrů, možnosti změny pořadí překreslování, spojování, oříznutí a mazání rastrů, zrcadlení apod.

Velmi obsáhlý je programový nástroj pro výpočet geodetických úloh (GROMA). Spolupracuje s databází, kde jsou uloženy v jednotné struktuře systému MicroGEOS všechny body příslušné ke zpracování území a jednoduchým způsobem je zobrazuje v grafickém systému i ve výpočetních formulářích.

Kreslicí funkce jsou přizpůsobeny datové struktuře digitální mapy a nabízejí funkce k editaci i manipulaci s prvky obsahu digitální katastrální mapy. Další pomocné funkce umožňují vektorovou transformaci bodů nebo kresby a rozdělit plochu parcely podle požadovaných parametrů.

Velmi používaná funkce při tvorbě zvláště digitálních náčrtů je analytická funkce pro výběr prvků v digitální mapě na základě různých kritérií jako např. zobrazení a barevné zvýraznění parcel jednoho vlastníka (nebo více), zvýraznění způsobu využívání parcel (lesy, půda, vinice, budovy apod.). Často je třeba zjistit údaje o vlastníkovi k parcele zobrazené v digitální mapě a tuto informaci zajistí funkce interaktivním dotazem do grafického souboru a poskytují informace z da-tabáze. Stejným způsobem lze získat i výměru z grafického souboru (výpočtem) a dotazem do souboru popisných informací katastru nemovitostí, kde je uložena původní výměra vlastníka.

Obnova operátu končí přiřazením nových údajů o půdně ekologických jednotkách k parcelám katastru nemovitostí. Z referenčně přiřazeného výkresu o průběhu hranic těchto jednotek a z  nové digitální katastrální mapy určí systém MicroGEOS výměry bonitních dílů a přiřadí je k příslušným parcelám.

Výsledný soubor obnoveného operátu katastru nemovitostí je převeden do textového výměnného formátu *.VFK a takto je připraven k importu do systému pro vedení, tj. ISKN.

Na téměř celém území ČR je každý úsek hranice sousedních katastrálních území, které jsou v souřadnicovém systému svatoštěpánském nebo gusterbergském zobrazen na dvou mapových listech. Této skutečnosti se využívá ke kontrole polohové správnosti obsahu příslušných katastrálních map po eliminaci srážky mapových listů. Výsledek porovnání průběhu katastrální hranice zobrazené na mapových listech obou katastrálních území je pak považován za charakteristiku přesnosti příslušných analogových katastrálních map. Následně se provádí vyrovnání průběhu katastrální hranice průměrováním souřadnic a Jungovou transformací po předchozím převedení do rastrové formy.

Záměrem výzkumné práce bylo upozornit na tyto nedostatky a navrhnout alternativní řešení problému spojování sousedních katastrálních území, které umožní statisticky odhadnout přesnost libovolného bodu katastrální mapy. Tato výzkumná práce je součástí převodu analogových katastrálních map do digitální formy.

Účelem výzkumné práce bylo demonstrovat možnosti využití XML pro výměnu a uložení dat katastru nemovitosti. Hlavním výstupem této etapy bylo vytvoření funkčních komponentů demonstrujících možnosti využití XML v resort ČÚZK. Funkční komponenty zahrnují prakticky celou škálu technologií využívající XML jako základní nástroj pro zpracování dat.

Celý výzkumný úkol byl rozdělen na řadu dílčích úloh, které by co nejlépe demonstrovaly možnosti XML jako média pro výměnu dat mezi různorodými systémy. Základem celého řešení je databáze obsahující data převzatá z ISKN a dalších zdrojů, případně byla pořízena speciálně pro tento účel. Databáze odpovídá svou strukturou struktuře výměnného formátu ISKN a byla naplněna pomocí souboru VFK. Obsahuje jak data SPI, tak data SGI a všechny zpracované úlohy využívají data z této databáze.

Byly zpracovány dva principiálně rozdílné přístupy zpracování dat při jejich výměně s jinými informačními systémy. První klasický přístup umožňuje pomocí standardní “tlusté” aplikace vytvořit dokument obsahující ekvivalent výměnného formátu katastru nemovitostí ISKN (VFK) ve specifikaci XML. Druhý moderní způsob využití XML je webová služba (WEB service) poskytující rozhraní, které umožňuje přímý postup k datům standardních internetových protokolů. V případě klasického přístupu je zhotovena zjednodušená aplikace exportu hromadných dat ve formátu XML. K druhému způsobu využití je zhotoveno několik funkčních modulů demonstrujících jednotlivé komponenty používané v této velmi moderní technologii. Zahrnující komponenty webové služby (poskytovatelé služeb), příklady i tenkých klientů jako konzumenty webové služby. Zdaleka se nejedná o vyčerpávající výčet možností technologie webových služeb.

Poslední navržené řešení pro využití XML jako obecného jazyka pro ukládání dokumentů je ukázka pro tvorbu geodetických údajů bodových polí. Zde se podařilo průzračně demonstrovat XML jako dokument obsahující velmi různorodé informace z formuláře GÚBP včetně grafického místopisného náčrtu. Výhodou takto uloženého dokumentu, ať již přímo v souboru nebo v databázi, ze které je možné dokument kdykoli získat, je jeho nezávislost na platformě i prohlížecím nástroji.

4.  Vývoj a údržba systému MicroGEOS SM 5 pro tvorbu a vedení Státní mapy 1 : 5000

Projekt se zabýval vývojem technických prostředků a údržbou aplikační programové nadstavby MicroGEOS SM 5, včetně podpory jeho uživatelů. Obsahem tohoto systému je vedení Státní mapy 1:5000 v digitální vektorové formě. Systém čerpá z několika zdrojů dat, a proto patří do kategorie map odvozených. Z katastrálních map České republiky, ZABAGED (Základní báze geografických dat), GEONAMES (popis) a využívá také ortofotomap vyrobených pro státní organizace České republiky. Státní mapa 1:5000 je jedním ze státních mapových děl, zpracovávaná od roku 2001 novou digitální technologií. Řešitelský tým útvaru GIS a KN již připravil analýzu automatizace tvorby mapy a vyvinul řadu technologických programů pro automatizaci procesů. V současné době je celý proces tvorby a tisku map převážně automatizovaný. Státní mapa 1 : 5000 se skládá ze tří základních složek – katastrální, výškopisné a topografické.

Programový systém vytvořený jako grafická nadstavba nad MicroStation SE s názvem MicroGEOS SM 5 je určen pro tvorbu mapy v digitální formě. Umožňuje hromadné úpravy dat, editaci vstupních souborů a automatizovanou tvorbu mimorámových údajů.

MicroGEOS SM 5 zpracovává tato data:

• polohopis DKM (KM-D) případně analogových map katastru nemovitostí v rastrovém formátu
• ZABAGED (soubor plohopisu a výškopisu)
• soubor dtabáze GEONAMES
• rastrové soubory ortofotomapy
• informace z dokumentace o bodech bodových polí na KÚ I
• textové soubory trigonometrických bodů
• textové soubory zhušťovacích bodů
• textové soubory nivelačních bodů.

Dalším cílem tohoto projektu je vytvoření metadat Státní mapy 1:5000 k jed-notlivým mapovým listům a distribuce dat v novém výměnném formátu na bázi metajazyka XML (eXtensible Markup Language). Pro tento účel byla vybrána specifikace OpenGIS Consortia v podobě formátu GML (Geography Markup Language) a vytvořeno řešení založené na produktech GeoMedia firmy Intergraph. Cílem bylo také vytvořit internetovou prezentaci Státní mapy 1:5000 včetně internetového obchodu.

Projekt se zabývá vybranými problémy při aktualizaci báze dat geografických dat ZABAGED s využitím dat katastru nemovitostí. Porovnává typy objektů ZABAGED a katastru nemovitostí, jejich polohovou přesnost, možnosti současného zobrazení dat ZABAGED a změnových dat katastru nemovitostí a zkoumá možnosti použití změnových vět katastru nemovitostí pro identifikaci změn ZABAGED a možnosti případného převzetí některých typů objektů, například budov a správních hranic.

V rámci projektu bylo vytvořeno několik SW nástrojů pro technologické řešení a zdůvodnění možnosti integrace obou datových sad.

Identifikace míst se změnou, dále možné vyhodnocení dle ortofota

Projekt “Systém opatření v hydrologických povodích ke snížení škodlivých následků povodní – rozvoj aplikace GIS” řešil vytvoření GIS aplikace pro účely vodohospodářského využití ke snižování škodlivých následků povodní s uplatněním současných metod fotogrammetrie.

Úspěšné zvládnutí této problematiky předpokládalo postupné řešení několika velmi obtížných úkolů:

• provést analýzu současného vedení dokumentací u jednotlivých správců “povodí” a vytvořit návod a technologii pro různé varianty převodu analogových dat do digitální formy,

• navrhnout pro území ČR vhodná geografická data, z kterých je možno vytvořit digitální model mapy záplavových území, navrhnout a vytvořit počítačové struktury a formáty dat,
• vytvořit mapu záplavových území v měřítku 1 : 10 000 včetně technologie zobrazení záplavových čar a dalších prvků v mapě záplavových území a na-vrhnout systém vedení těchto údajů v GIS modelu

• zhodnotit úlohu a možnosti fotogrammetrie a stanovit parametry pro dosažení požadované přesnosti
• ověřit a zhodnotit přesnost výškopisu ZABAGED
• prokázat, že pro účely vedení údajů o záplavových územích jsou data ZABAGED dostatečná, ale vyžadují další doplnění, zvláště údaji katastru nemovitostí, ortofotomapy apod.
• vytvořit systém převodu dat ZABAGED do struktury mapy záplavových území 1 : 10 000 a respektovat datové struktury tak, aby co nejvíce odpovídaly i tis-kovému výstupu mapy
• vyřešit doplnění rastrových a vektorových referenčních map katastru nemovitostí do nového modelu a připojit referenční databáze souboru popisových informací KN

Po vyřešení dílčích problematik v součinnosti se zadavatelem byl navržen konečný programový systém, který umožňuje zpracovat analogová data pro realizaci systémů opatření v hydrologických povodích a jednotně zobrazit záplavová území a převést data do digitálního modelu. Pro lokalizaci jevů byla vytvořena z dat ZABAGED mapa záplavových území s vlastním odborným obsahem. K těmto datům se referenčně připojí variantně data z ortofotomapy, katastru nemovitostí a vlastní data správců vodních toků.

Výsledkem řešení projektu je datový model složený z legislativních dat resortu ČÚZK a správců povodí, který vytváří jednotnou datovou základnu vzájemně přenositelnou pro všechny správce vodních toků. Z tohoto modelu je možné rychle a jednotně lokalizovat informace o záplavovém území a přímých rizicích, čímž se vytváří předpoklad pro rychlé a snadné dorozumívání všech složek převážně státní správy pro jednotný postup při přijímání opatření v hydrologických povodích ke snížení škodlivých následků povodí.

Hlavním cílem bylo potvrzení možnosti využití fotogrammetrie pro pořizování podkladů tematické vrstvy záplavových území na základní bázi geografických dat ČR. Základním sledovaným parametrem, rozhodujícím o efektivnosti užití fotogrammetrie, je stanovení požadované přesnosti. Se zvyšováním přesnosti je nutno počítat se zvýšením nákladů na fotogrammetrické práce, tj především na práce spojené s pořizováním leteckých měřických snímků a jejich zpracováním

Druhým, a to rozhodujícím parametrem vhodnosti užití fotogrammetrie, je množství zobrazených informací na leteckém měřickém snímku. To je v prvé řadě ovlivňováno měřítkem leteckého měřického snímku, resp. výškou letu. Ovšem nevhodné území pro letecké měřické snímkování a špatně volený roční i denní čas snímkování může negativně ovlivnit celkový pracovní proces tím způsobem, že na měřickém snímku je zobrazeno málo požadovaných informací. Potom je třeba tyto informace zajistit geodetickým měřením v terénu a pokud je toto doměření většího rozsahu stává se užití fotogrammetrie neefektivní.

Třetí požadavek ovlivňující efektivnost fotogrammetrie je zkušenost a znalost interpretace leteckých snímků. Správné “čtení” leteckého snímku vede k bezchybnému fotogrammetrickému vyhodnocení a omezení geodetického doměřování v terénu.

Při hledání možnosti optimálního využití fotogrammetrie pro tvorbu tematické vrstvy ZABAGED a tvorbu MZÚ 10 byly prověřeny vhodné zdroje, které by bylo možno k danému úkolu využít. Je to především vlastní ZABAGED a její soubory digitálních geografických dat z území ČR, dále letecké měřické snímkování pro účely integrovaného administrativního kontrolního systému (IACS) uskutečňované postupně v tříletém cyklu na celém státním území a ortofotomapy vyhotovované z leteckých snímků pořízených tímto snímkováním.

Pro tvorbu těchto ortofotomap se používá jako digitální model terénu výškový model ZABAGED. Tento výškový model byl pořízen na základě výškopisu Základní mapy ČR v měřítku 1 : 10 000 (ZM 10). Výškopis v této mapě je reprezentován vrstevnicemi s intervalem 2 m. V grafických topografických mapách se předpokládá, že chyba v určení výšky bodu interpolací mezi vrstevnicemi je asi 1/3 intervalu vrstevnic. V našem případě musíme předpokládat chybu větší, protože přiřazení nadmořské výšky určitému pixelu není přesně možné před pořízením ortofotomapy. Předpokládejme tedy, že střední výšková chyba m_z ve výšce pixelu může být i celý interval vrstevnic, tj. 2 m. Použijeme-li tuto hodnotu ve vzorci pro střední posud v poloze zobrazeného bodu v ortofotomapě dostaneme střední hodnotu tohoto posunu

m_{r =} 1,25 m_.

Další posun (chyba) v zobrazení bodu nastane v důsledku nepřesnosti v určení prvků vnější orientace. Tato chyba může nabývat hodnoty až

ma = 0,52 m ve skutečnosti.

Výsledná střední souřadnicová chyba M v zobrazení bodu na ortofotomapě bude blízká odmocnině z kvadratického součtu dílčích středních chyb m_xy, m_r a ma , tedy odmocnině z

M_xy² = m_xy² + m_r² + ma ²

Numerická hodnota této střední chyby M_xy, tzn. chyby v poloze bodu na ortofotomapě potom bude

M_xy = 1,47m.

Úkol navazuje na již dříve vytvořený informační systém lokalizace nemovitých kulturních památek, realizovaný v Národním památkovém ústavu. Tento systém je postupně naplňován velkoměřítkovými katastrálními mapami a údaji o rozsahu a lokalizaci nemovitých kulturních památek tak, jak jsou vedeny v databázi nemo-vitostí prohlášených státními orgány za kulturní památku. Informační systém byl nazván DIKAT – P a obsahuje všechny nástroje pro zákres, připojení databáze a výstupní funkce systému.

V současné době systém DIKAT – P slouží pro reidentifikaci nemovitých kulturních památek a umožňuje podávat informace o poloze a vlastnických vztazích k nemovitostem. V návaznosti na realizaci systému DIKAT – P byl řešen úkol začlenění historických mapových děl do jednoho systému a upřesnění lokalizace těchto historických mapových děl.

Výzkumná práce shrnuje a hodnotí dostupné historické prameny z oblasti nejstarších mapových děl na území ČR a jejich vhodnost pro začlenění do systému DIKAT-P. Dále analyzuje dostupnost a možnosti využití dalších historických pramenů též vhodných pro upřesnění podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek. Současně podává návrh na optimální způsob převedení těchto mapových podkladů do digitální formy, která umožňuje jejich začlenění do jednotného systému podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek v jednotném státním souřadnicovém systému S-JTSK, provozovaném v resortu kultury ČR.

Hospodářská činnost byla v roce 2003 hlavně zaměřena na skenování, transformaci a vektorizaci velkoměřítkových map a různých grafických podkladů. Rozšířila se i činnost vzdělávací ve formě školení pro resortní, ale hlavně mimoresortní organizace.

Obchodní činnost byla zaměřena na prodeje vlastních produktů Informace KN a DIKAT. Oba produkty v současné době doznají značných změn a orientují se výhradně na nový výměnný formát katastru nemovitostí *NVF.

           
Nahoru