4.1. Проблема мониторингового картографирования и пути её решения

Приоритетной задачей мониторинга земель, в соответствии со статьёй 67 Земельного кодекса РФ, являются своевременное выявление изменений состояния земель, оценка этих изменений, прогноз и выработка рекомендаций о предупреждении и об устранении последствий негативных процессов. В ходе проведения мониторинга производятся определённые данные, которые подлежат систематизации и передаче на хранение в государственный фонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) (Положение…, 2013; Порядок., 2014).

Мониторинговые данные и сведения о состоянии и использовании земель, как показано выше, могут отображаться как в текстово-табличном, так и в графическом виде. В целях наилучшей визуализации результатов мониторинга земель и наглядного отображения многомерного пространственного распределения показателей состояния и использования земель осуществляется подготовка соответствующих картографических материалов.

Для получения итоговых, производных картографических материалов используются разнообразные исходные планово-картографические материалы и материалы съёмок. Примеры таких исходных материалов на один и тот же участок территории приведены на рис. 11.

По материалам аэрокосмических съёмок могут быть подготовлены в цифровом виде топографические планы и карты различного масштаба. На рис. 12 приведены фрагменты исходно разномасштабных цифровых картографических материалов на одну и ту же часть территории, выведенные на печать в одном масштабе, на которых чётко видны различия детальности отображения топографических объектов.

Очевидно, что детальность отображения объектов на планах и картах, подготавливаемых в разных масштабах, контрастно различна.

Требования к материалам дистанционного зондирования, предназначенным для информационно-аналитического обеспечения мониторинга земель, а также возможности различных космических средств по производству необходимых съёмочных материалов описаны в специальной литературе достаточно детально (Басманов А.Е., Горбачев В.В., 2003; Малинников В. А. и др., 2009).

Рис. 11. Различные виды исходных материалов, используемых при осуществлении мониторинга земель, на одну и ту же часть территории (а – фотоснимок с вертолёта; б – фрагмент топографического планшета масштаба 1: 2 000; в – фрагмент ортофотоплана на основе аэросъёмки; г – фрагмент фотоплана на основе космической съёмки)

Рис. 12. Фрагменты исходно разномасштабных цифровых картографических материалов на одну и ту же часть территории, выведенные на печать в одном масштабе (1а – топографический план масштаба 1: 10 000; 1б – топоплан масштаба 1: 2 000)

Состав же картографических материалов, производимых в результате мониторинга земель, и технологии их производства ныне являются наименее проработанной в нормативном отношении областью мониторинга. Удивительно, но в старом руководящем документе по осуществлению государственного мониторинга земель отсутствует даже сам термин «карта» и его производные (Положение…, 2002), а в ныне действующем он упоминается лишь два раза, да и то вскользь (Порядок., 2014).

В научной литературе вопросы картографирования земель применительно к мониторинговым исследованиям освещаются достаточно скупо, хотя картографии состояния земель, особенно сельскохозяйственного назначения, в целом посвящено значительное количество публикаций. В общем виде состав картографических материалов, необходимых для оценки состояния земельных ресурсов, был определён в РФ ещё в 1994 г. в виде ведомственных предложений, которые получили развитие в виде методических рекомендаций (Технические., 1994; Методические., 1995), в некоторой степени уже устаревших, не отражающих современную ситуацию во всей полноте и требующих доработки. Таким образом, проблема картографического отображения результатов государственного мониторинга земель достаточно актуальна и требует своего решения.

В настоящей главе обобщаются результаты мониторингового картографирования земель с акцентом на земли населённых пунктов.

Мониторинговое картографирование тесно связано с картографированием экологическим. Типизации экологических карт посвящены аналитические обзоры, в том числе с особым вниманием к градостроительным аспектам (Алексеенко Н.А., 2004; Баранникова Ю.А., 2004). Разработаны научные основы эколого-географического картографирования городов и промышленных агломераций (Верещака Т.В., Митькова И.В., 1998; Макаров В.З. и др., 2002; Рященко Т.Г. и др., 2001). Большой информационный массив представляют публикации в области региональной оценки экологического состояния городов и его картографирования в различных масштабах (Богданов В.Л. и др., 2000; Какарека С.В., 1999; Нови И.Н., 2000; Пудовкина Т.А., Пурдик Л.Н., 2001; Хомич В.С. и др., 2004). «Ядром» этого массива служат материалы по загрязнению земель; исследуется в основном процесс загрязнения почв и ландшафтов в целом химическими веществами в крупных городах и промышленных агломерациях (Белякова Т.М. и др., 1998; Гусейнов А.Н. и др., 1999; Напрасникова Е.В., Данько Л.В., 2004; Самаев С.Б., 2004). Основным методом мониторинга химического загрязнения земель является повторное картографирование с проведением наземных обследований, но получает распространение и дистанционное зондирование (Воробьёва И.Б., Коновалова Т.И., 1998; Коновалова Т.И., 1998).

Отдельно рассматриваются вопросы мониторингового картографирования техногенных систем (Камышев А.П., 1999; Ревзон А.Л., 1992). Детально проработаны рекомендации по составу комплекта карт использования земель города (Лебедев П.П., Раклов В.П., 2001; Лебедев П.П., 2002). Многостороннее обобщение проблем и решений в геоэкологическом картографировании представлено в монографиях (Сладкопевцев С. А., Дроздов С.Л., 2008; Сладкопевцев С.А., 2010, 2011). Комплект карт оценки качества земель, включающий карты учёта свойств земель, карты функционального назначения территории, карты дифференцированной (с учётом функционального назначения) и комплексной оценки предложен применительно к городским условиям (Сизов А.П., 2009, 2012).

Таким образом, анализ современной ситуации в картографировании состояния и использования земель и собственные разработки по картографическому обеспечению оценки качества городских земель позволяют установить, что подготовка картографических материалов, отражающих состояние и использование земель (мониторинговое картографирование земель в широком смысле понятия) должна представлять собой совокупность последовательных процедур, регламентируемых в установленном порядке. Многообразие материалов в их исходной совокупности, сложность процедур обработки информации, важная роль картографических материалов в физическом представлении результатов мониторинга земель дают достаточные основания для выделения мониторингового картографирования земель на уровне самостоятельной проблемно ориентированной картографической подсистемы в системе мониторинга земель.

 

4.2. Концепция картографической составляющей системы мониторинга земель

Анализ литературы, посвящённой применению карт в проведении и представлении результатов мониторинга земель, показал, что карты успешно используются в решении практически всех его задач и функций (Сизов А.П., 2010; Лебедев П.П., Сизов А.П., 2012). Однако практика создания и применения мониторинговых карт пока не нашла отражения в нормативных документах об организации и ведении мониторинга земель и в программных документах о его развёртывании и развитии, поэтому можно сказать, что она пущена на «самотёк». Очевидно, это произошло по той причине, что данный аспект мониторинга земель не был своевременно должным образом исследован и научно разработан. В монографии предпринята попытка сдвинуть сложившуюся ситуацию с мёртвой точки и обосновать, на какой основе должно быть построено, каким требованиям соответствовать и какой должна быть структура картографического обеспечения системы, чтобы решать все задачи – свои и своих пользователей.

Предлагаемая концепция картографической составляющей системы мониторинга земель основана на соответствии её структуры и функций целям, задачам, функциям, структурной организации системы, а также особенностям её объектов и пользователей. Кроме того, в ней учтён изученный опыт создания и использования мониторинговых карт земель и других объектов.

СМЗ организована и работает на две главные цели:

♦ систематические информационные описания наблюдаемых сторон объектов;

♦ подготовка информации для пользователей.

Первая цель достигается решением задач формирования аспектных информационных описаний объектов. Формируемые описания специализируются, в частности, на следующих аспектах.

Состояние объекта на данный период времени или данную дату – это его структура, функции, компоненты, границы, количественные и качественные характеристики. Информация этого аспекта отвечает на вопрос, что на данное время с объектом; её получают обработкой материалов съёмок, наблюдений, обследований и отображением результатов обработки на первичных аналоговых картах и производных от них статистических картах или в таблицах. Карты этого аспекта логично называть фактическими или регистрационными.

Изменение состояние объекта – перечень произошедших под воздействием других объектов (объектов-контрагентов) или влиянием каких-либо факторов за прошедшее время. Информация аспекта отвечает на вопрос, что и где произошло с объектом; её получают сравнением карт состояния на данное время с картами состояния прошедшего времени (базового, предыдущего или любого другого). Информация о произошедших изменениях отображается на аналоговых и статистических картах или в статистических таблицах. Кроме того, не менее важными в этом аспекте являются ответы на вопросы, по каким причинам произошли эти изменения. Информацию, отвечающую на эти вопросы, получают сопоставлением карт, отображающих произошедшие изменения объекта, с картами, отображающими связанные с ним объекты-контрагенты или процессы. Карты этого аспекта можно назвать аналитическими, так как их содержание основано на анализе структур объекта и причинно-следственных связей.

Динамика изменения объекта – последовательность (серия, ряд) изменений, произошедших с объектом за несколько периодов. Информация данного аспекта отвечает на вопросы, что и где происходило с объектом во времени, каковы тенденции и темпы изменений; её получают путём синтеза информации карт изменений и отображением его результатов на картах динамики. Последние могут быть как аналоговыми, так и статистическими; в их содержание должна входить также информация о причинах, объясняющих поведение объекта.

Периодичность актуализации картографического материала должна соответствовать периодичности мониторинговых наблюдений.

Качество состояния и изменений объекта. Информация этого аспекта отвечает на вопросы соответствия состояния и изменений объекта установленным нормативам или требованиям, предусматривающим его эффективное целевое использование и сохранность его и окружающей среды. Её получают в результате сложной аналитико-синтетической обработки информации исходных материалов с использованием большого количества характеристик объекта, различных оценочных моделей и методик и оценивают численно или словесно. Отображается эта информация на аналоговых картах целевой или комплексной дифференциации объекта по качеству его состояния или изменения либо на статистических картах в разрезе каких-либо территориальных единиц. Карты данного аспекта естественно называть оценочными.

Прогноз изменений негативного характера и меры по их предупреждению и устранению. Информация данного аспекта должна отвечать на вопрос, что негативного, когда, где и от чего может произойти с объектом и какие меры необходимы по предупреждению и устранению негативных событий и процессов. Прогнозная информация формируется на основе экстраполяции информации о поведении в негативную сторону объекта и причинах такого поведения, а рекомендательная информация вырабатывается на основе знания источников и характера воздействий на объект. Информация данного аспекта отображается на аналоговых картах ареалов видов и степени прогнозируемых негативных явлений и мер по их предупреждению и устранению. Кроме того, для административных органов эта информация может отображаться на картах в разрезе административных границ. Эти карты традиционно называют прогнозными.

Вторая цель системы достигается подготовкой из описательной информации об объектах документов, ориентированных на требования и запросы пользователей системы, удовлетворяющие решение круга задач каждого. Этими пользователями являются: административные органы, земельные и природоохранные органы, кадастры, системы мониторинга других групп объектов, проектные организации, заинтересованные юридические и физические лица. Каждый из них предъявляет свой перечень требований к специальному и тематическому составу карт, их содержанию, масштабу, точности и детальности, виду представления. Основными на сегодняшний день пользователями и, в то же время, источниками информации по мониторингу земель являются следующие ведомства:

♦ Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) (правовое состояние земель, данные их государственного кадастрового учёта и регистрации; земельный баланс; топографо-геодезическое обеспечение);

♦ Министерство сельского хозяйства РФ (МСХ России) (данные мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения и содержания остаточных количеств агрохимических токсикантов; бонитировка и комплексная оценка качества почв);

♦ Министерство природных ресурсов и экологии РФ (МПР России) (экологическое состояние земель, состояние земель особо охраняемых природных территорий, водного и лесного фонда, информация о негативных процессах геологического плана и сейсмичности);

♦ Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) (характеристика загрязнения земель);

♦ Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) (характеристика санитарно-гигиенического состояния земель).

Тематическая структура картографической составляющей должна соответствовать объектам СМЗ, их компонентам, видам элементов и характеристикам этих компонентов. Основными объектами системы являются земля как часть природного комплекса, земля как ресурс, используемый обществом и оказывающий на него воздействия (природноантропогенный комплекс), земля как базовый вид недвижимости и предмет имущественных отношений. Природная часть этой структуры состоит из групп тематических карт природных компонентов, ландшафтов, особо охраняемых природных территорий, других земель, занятых природными образованиями.

Земля как природно-антропогенный комплекс состоит из трёх подкомплексов: ресурсного, фактического использования и охраны. В первой группе карт этой части тематической структуры отражаются темы природных компонентов земли (рельефа, почв, растительности, недр и водных объектов) как ресурса, функциональных зон, территориальных зон, экономических зон, зон доступности и качества, классов и пригодности земель и другие. Во второй группе карт отражаются темы фактического использования земель, состава землепользований, земельных и сельскохозяйственных угодий, типов сельскохозяйственного использования земель, негативных воздействий, загрязнения и деградировании земель и другие. В третьей группе карт отражаются зоны с особыми условиями использования территории, зоны природоохранного назначения, рекреационного назначения, особо ценных земель, зоны и полосы защитного назначения, районы экологического состояния земель и многие другие темы.

Для урбанизированных территорий актуально выделение зон различных типов землепользования и различных стадий освоения земель, зон земель, застроенных зданиями и сооружениями различных типов и видов, зон с различным средозащитным и средоформирующим потенциалом, зон с преобладанием того или иного процесса из сопряженных пар разнонаправленных изменений земель (застройка – высвобождение, нарушение – благоустройство).

С рассмотренными объектами непосредственно сопрягаются объекты топографического и экологического мониторинга, которые в силу этого находятся в тесном информационном взаимодействии с земельным мониторингом. Топографический мониторинг направлен на обновление картографических основ для СМЗ, а экологический мониторинг является источником сведений о состоянии и изменении природных компонентов и комплексов в составе земли.

Земля как базовый вид недвижимости разделена на юридически удостоверенные участки с точной привязкой к территории, нормативно установленными правовыми, геодезическими, топографическими, функциональными и стоимостными характеристиками, сведениями о находящихся на них сервитутах, границах охранных и защитных зон и различных строениях, а также на кадастровые единицы других рангов. В картах этой тематической группы отображаются отдельные земельные участки или их территориальные группировки в их фактических границах с фактическими значениями кадастровых характеристик.

Кроме объектов в составе земли или земельной группы, в область внимания системы входят также объекты социально-экономического комплекса – предприятия, организации, учреждения, различного рода сооружения, постройки и многие другие, которые являются источниками отрицательного воздействия на землю. Тематические карты этой группы объектов необходимы для выявления и объяснения причин и характера состояния и изменений земель.

Масштабы карт составляющей определяются многими факторами: масштабами исходных материалов и картографических основ, территориальным уровнем и, соответственно, охватом мониторинга, сложностью территории, специализацией, темой и назначением карты и способом работы с ней. Поэтому масштабный ряд её карт простирается от значения 1:2 000 (земельный участок) до значения 1:8 млн (территория РФ), а для статистических карт РФ до 1:15 млн и мельче. Не лишена логики и система масштабной группировки мониторинговых карт по способу работы с ними, так как предполагает определённые диапазоны точности и детальности содержания карт, а также задачи пользователей. В этом отношении их можно разделить на обзорные, операционные и измерительные (метрические).

К первой группе относятся преимущественно мелкомасштабные карты, предназначенные для визуального восприятия и анализа, а также для принятия решений. Ко второй группе относятся карты среднего масштаба (в рамках указанного выше размаха), с содержанием которых можно выполнять различные аналитико-синтетические операции графическими, математическими и геоинформационными методами для получения новых сведений и знаний, производных карт и для подготовки плановых решений и экспертных оценок. К третьей группе относятся крупномасштабные карты, по которым можно выполнять измерительные и проектные работы ручными или геоинформационными средствами.

Масштабы планово-картографических материалов (планы, карты, схемы), отображающих данные мониторинга городских земель, возможно структурировать следующим образом. Картографическая информация, характеризующая состояние и использование земель, может быть представлена тремя основными уровнями:

♦ общий (схематический) (город в целом; площадь 10–103 км2; масштаб 1:100 000 – 1:200 000);

♦ структурный (административный) (часть городской территории; площадь 10–102 км2; масштаб 1:10 000 – 1:50 000);

♦ детальный (объектный) (отдельные земельные участки; площадь до 10 км2; масштаб 1:500 – 1:5 000).

Таким образом, полная комплектация составляющей включает в себя группы всех тематических карт объектов СМЗ, ориентированных на её задачи и пользователей. Все карты, являясь элементами единой информационной системы, а их создание – звеньями единого информационного процесса её ведения и функционирования, должны подчиняться общим принципиальным требованиям.

Требование нормативной обеспеченности. Процедура картографирования должна осуществляться в соответствии с установленным порядком, изложенным в виде соответствующих нормативно-правовых документов.

Требование последовательности. Осуществление процедуры картографирования предполагает известную последовательность действий: от создания карт учёта свойств и карт оценки состояния – до прогнозных карт.

Требование определённости. Картографирование необходимо осуществить таким образом, чтобы на каждой отдельно взятой карте обеспечивалось однозначное отнесение любой части территории к какой-либо одной и только одной учётной или же оценочной, прогнозной зоне по определённому признаку («без пропусков и наложений»).

Требование непрерывности. Обновление информации по учёту свойств земель даёт возможность соответствующего обновления всего комплекта мониторинговых карт в рабочем режиме.

Требование информационной совместимости. Следует применять государственные или местные системы координат, единые классификаторы, коды, системы единиц, входных и выходных форматов, что позволит использовать сведения мониторинговых карт в иных самостоятельных системах.

Требование доступности. Картографическая информация о состоянии и использовании земель должна быть доступной для пользователей различных категорий в объёме, соответствующем их правам, определённым регламентами и статусом пользователя.

Однако на практике мониторинг земель проводится в рамках отдельных подсистем, ориентированных на определённые задачи, объекты, территории и пользователей. Поэтому конкретный перечень карт, их содержание, методическое и технологическое обеспечение их создания и использования определяются заданием на проведение мониторинга. Приведём в качестве примера фрагмент базового перечня карт составляющей подсистемы мониторинга земель города Москвы, ориентированной на создание описаний состояния, изменений, динамики и качества земель для административных органов и кадастра недвижимости города.

Фактические (регистрационные) карты: цифровые ортофотопланы (масштаб 1:2 000; готовятся на основе аэро– и космоснимков; обновляются ежегодно или, в зависимости от конкретной ситуации, раз в несколько лет); цифровые топографические планы (масштаб 1:2 000; готовятся на основе аэроснимков; обновляются с периодичностью исходных ортофотопланов); цифровая картографическая основа (масштаб 1:10 000; готовится на основе аэро– и космоснимков; обновляется с периодичностью исходных ортофотопланов); карта фактического содержания в почве химических веществ (масштаб 1:25 000; создаётся по специальному заказу нерегулярно); карта фактического уровня грунтовых вод (масштаб 1:25 000; создаётся по специальному заказу нерегулярно).

Аналитические карты: карта контуров вновь возникших объектов застройки (с учётом стадии строительства); карта контуров снесённых объектов; карта контуров благоустроенных земель (с учётом вида благоустройства); карта контуров нарушенных земель (с учётом вида нарушения); карта зон загрязнения земель химическими веществами; карта подтопления земель.

Карты динамики: карта скорости застройки земель; карта скорости высвобождения земель; карта динамики загрязнения земель; карта динамики подтопления земель.

Оценочные карты: карта легитимности застройки; карта опасности загрязнения земель; карта опасности подтопления земель.

Прогнозные карты, содержащие актуальные сведения о прогнозе состояния земель, к сожалению, в настоящее время в городе Москве отсутствуют ввиду общей ситуации с уменьшением внимания к научному обеспечению мониторинга земель.

Обобщая сказанное, отмечаем, что картографический метод отображения и представления мониторинговой информации о состоянии и использовании земель представляется весьма эффективным на всех стадиях процесса мониторинга земель. Предложенная концепция, в которой определены структура картографической составляющей и общие принципы составления и содержания мониторинговых карт, является подспорьем дальнейших исследований в этом направлении. Предстоит, в частности, доработать понятийно-терминологический аппарат, полный перечень карт составляющей, единую систему классификаторов, более конкретные требования к содержанию, масштабу, форматам цифрового представления, точности карт, их легенды, методическое и технологическое обеспечение их составления. Тем самым станет возможной разработка проекта нормативной документации по мониторинговому картографированию земель. В перспективе картографической составляющей должна быть отведена основополагающая роль в организации и функционировании системы мониторинга земель в стране.

 

4.3. Типология картографических материалов, отражающих состояние и использование земель

Комплексная характеристика состояния и использования земель выполняется, как правило, в рамках работ по учёту и мониторингу земель. Полный массив картографических материалов, отражающих состояние и использование земель и получаемых как результат работ по их учёту и мониторингу (мониторинговые карты в широком смысле понятия), может быть систематизирован на основании двух независимых критериев в соответствии с содержательными характеристиками отображаемой информации в пространственно-временном континууме.

Все карты состояния и использования земель подразделяем, в зависимости от временной стадии характеристики земель (от прошедшего до будущего времени), на три большие группы карт – карты диагностики, карты изменения и карты прогноза состояния и использования земель (табл. 12).

Таблица 12

Систематика картографических материалов, отражающих состояние и использование земель

В зависимости от степени осмысления фактического материала весь исходный картографический массив подразделяем на два типа карт – карты учётные (констатационные) и карты оценочные (интерпретационные).

Подавляющее большинство существующих карт (как опубликованных, так и фондовых) относится к первой группе; они достаточно традиционны по содержанию, но могут быть разнообразны по форме

представления информации. В этой группе присутствуют карты разнообразных свойств земель, а также карты различных факторов, воздействующих на земли и влияющих на их состояние (примеры – Сизов А.П., 2009, 2012). Для земель сельскохозяйственного назначения количественно преобладают карты, отражающие плодородие почв, включая картограммы содержания гумуса и питательных элементов, а для земель населённых пунктов – карты, отражающие экологическое состояние земель, включая картограммы содержания загрязняющих веществ, нередко отождествляемые с экологическими картами вообще.

Карты диагностики состояния и использования земель не являются исключительным результатом мониторинговой деятельности: они могут быть получены и в процессе отдельных (единичных, разовых, нерегулярных) наблюдений и обследований, а также изысканий. По содержанию данные карты являются статическими и характеризуют ситуацию на фиксированный, уже прошедший момент времени.

Карты второй группы – изменения состояния и использования земель – по содержанию являются динамическими. Именно их можно считать собственно мониторинговыми (мониторинговые карты в узком смысле понятия), так как они отображают или должны отображать соответствующие изменения, их скорости и тренды. По содержанию эти карты подразделяются на карты фактического изменения свойств земель и карты скорости изменения свойств. Одним из наиболее типичных примеров этих достаточно редких карт является карта «Динамика загрязнения почв Москвы химическими элементами за период 1986–1993 г.г.» (О состоянии…, 1996) (рис. 13).

Карты двух вышеописанных групп являются детерминистскими, в отличие от стохастических карт третьей группы – прогнозных, характеризующих ожидаемую через определённый срок ситуацию с определённой степенью вероятности. При их подготовке должна учитываться, кроме фактографического материала и оценочных шкал, вся сумма знаний, необходимая для моделирования процесса изменения свойств земель, чтобы с учётом выявленных закономерностей и трендов корректно произвести аппроксимацию свойств на определённый срок.

Рис. 13. Динамика загрязнения почв Москвы химическими элементами за период 1986–1993 г.г.

Характерные опубликованные примеры прогнозных карт: «Схема подтопления территории города [Москвы] грунтовыми водами» с прогнозом ситуации на 15 лет (О состоянии…, 1997) (рис. 14); «Воздействие ТЭЦ на состояние атмосферного воздуха (прогноз на 2010 г.)», «Среднесуточные концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе от автотранспорта. Прогноз на 2010 г.» для отдельных территорий улично-дорожной сети, «Шум от аэропортов. Существующее положение. Прогноз» (Экологический…, 2000).

Рис. 14. Схема подтопления территории города Москвы грунтовыми водами [прогноз 1995 г. на 2010 г.]

 

4.4. Мониторинговое картографирование города Москвы на основе материалов дистанционного зондирования

По результатам мониторинга земель Москвы подготовлены карты фактического изменения свойств земель в виде ареалов с фактическим изменением их использования за год. Эти карты, согласно нашей систематике, относятся к группе карт изменения состояния и использования земель и типу учётных (констатационных) карт. Сформирован перечень частных изменений, составляющих сопряженные пары макропроцессов «застройка – высвобождение» и «нарушение – благоустройство» и выделенных на указанных картах в виде самостоятельных ареалов (Сизов А.П., 2012).

В целях визуализации пространственного распределения показателей годовой динамики землепользования по территории Москвы была подготовлена серия из четырёх соответствующих карт скорости изменения свойств земель. Скорость их застройки, высвобождения, нарушения и благоустройства выражалась с помощью удельных (плотностных) показателей в виде доли земель с изменением использования за год (%/год).

На рис. 15 и 16 приведены карты скорости изменения показателей для пары «застройка – высвобождение», подготовленные по результатам заключительного тура мониторинга земель г. Москвы (2008). Обе эти карты по нашей систематике относятся к группе карт изменения состояния и использования земель и типу оценочных (интерпретационных) карт.

При создании данных карт было необходимо решить, среди прочих, два важных в методологическом отношении вопроса. Первый из них – выбор элементарного объекта картографирования. В качестве вариантов такого объекта выступали планшеты (ячейки площадью 1 кв. км, равномерно покрывающие территорию города сплошной сетью), земельные участки, единицы кадастрового (кадастровые кварталы или районы) или административного (административные районы или округа) деления. По соотношению «детализация/трудоёмкость» оптимальной для картографирования признана модель, основанная на административных районах города (общим количеством 123) в качестве элементарных объектов.

Более детальные карты на основе планшетов (общим количеством 1308) или кадастровых районов (общим количеством 1597) при увеличении общего числа расчётных операций при их подготовке на порядок не дают возможностей для сколь-либо существенного увеличения качества интерпретации результатов.

Второй методологический вопрос – выбор шкалы для отображения скорости изменения свойств земель – связан с различным диапазоном изменения одного и того же картографируемого показателя (%/год) для разных диагностируемых макропроцессов, показываемых на отдельных картах.

Рис. 15. Карта скорости застройки земель г. Москвы (условные обозначения – на рис. 17)

Первый из двух возможных вариантов решения заключался в подготовке самостоятельных шкал для каждой отдельно взятой карты, однако такой подход делает невозможным полноценную сопряжённую визуальную интерпретацию диагностируемых макропроцессов изменения состояния и использования земель по картографическим материалам. Исходя из этого, был реализован второй вариант – подготовка общей шкалы для всей серии из четырёх карт, которая бы полностью включала все градации изменения свойств земель (рис. 17).

Рис. 16. Карта скорости высвобождения земель г. Москвы (условные обозначения – на рис. 17)

При реализации этого варианта возникла проблема, связанная с характером распределения картографируемого показателя по территории города, не подчиняющегося закону нормального распределения случайных величин. Частотные характеристики распределения скорости застройки и высвобождения земель представлены на рис. 18 и 19.

Рис. 17. Условные обозначения к картам скорости застройки и высвобождения земель г. Москвы (диапазон изменения скорости – в %/год)

Рис. 18. Распределение частоты встречаемости величин скорости застройки земель по районам г. Москвы

Рис. 19. Распределение частоты встречаемости величин скорости высвобождения земель по районам г. Москвы

Из них следует, что частота встречаемости признака в равношаговых интервалах изменения его количественной величины неравномерна: она наиболее высока при минимальных значениях признака и резко снижается с ростом его величины.

В силу этого была выбрана неравномерная («квазилогарифмическая») шкала с плавающими интервалами изменения показателя: в диапазоне от 0 до 0.2 %/год – 1/40 (низкая скорость изменений состояния и использования земель); от 0.2 до 1.0 %/год – 1/10 (средняя скорость изменений); от 1.0 до 3.0 %/год – 1/2 (высокая скорость изменений); ситуация свыше 3.0 %/год не дифференцируется (очень высокая скорость изменений). Таким образом достигается учёт тонких изменений показателя и достаточно равномерное покрытие создаваемой карты отдельными тонами используемой цветовой гаммы, холодные тона которой соответствуют минимальным значениям картографируемого показателя, а теплота тона увеличивается с ростом величины показателя.

По итогам визуального анализа карт скорости застройки и высвобождения земель г. Москвы установлено, что наиболее высокой застройкой отличаются активно осваиваемые территории вне пределов МКАД – за редкими исключениями (Новокосино, Митино, Рублёво, Мякинино) скорость изменений превышает 1 %/год. Территория в пределах МКАД делится на две приблизительно равные части дугообразной линией, проходящей с северо-запада на юго-восток: более привлекательный для инвесторов юго-западный сектор г. Москвы, включая большинство районов центра, имеет повышенную относительно северо-восточного сектора скорость застройки. Обычно низкими значениями скорости застройки отмечены районы, включающие крупные массивы лесных, лесопарковых и озеленённых территорий, в том числе особо охраняемые природные территории. Исключениями являются относительно интенсивно застраиваемые районы Ясенево, Сокольники и Богородское, где наличествуют природноисторический парк «Битцевский лес», парк культуры и отдыха «Сокольники» и часть территории национального парка «Лосиный остров» соответственно.

Территории вне пределов МКАД, освоение которых начиналось на незастроенных территориях, характеризуются, как и следовало ожидать, весьма низкими показателями скорости высвобождения земель. Исключения здесь – районы Южное Бутово, Косино-Ухтомский и Северный, где имелись массивы малоэтажной застройки, подлежащей сносу. Строгих закономерностей в распределении скорости высвобождения земель в пределах МКАД не наблюдается, однако обращают на себя внимание два компактных радиально вытянутых территориальных выдела с относительно повышенным высвобождением земель (западный и южный).

Визуальный анализ карт скорости застройки и высвобождения земель был дополнен элементами математической статистики. Графический анализ полей распределения земель районов в координатах «земли застраиваемые» – «земли высвобождаемые» каких-либо статистически значимых зависимостей между застройкой и высвобождением не выявил как для всего массива земель, так и для их различных группировок (по административным округам, по удалённости от центра, по наличию промышленных зон). И площади, и доли застраиваемых и высвобождаемых земель статистически значимо не зависят от размеров района (коэффициенты корреляции r<0.3), что свидетельствует о неслучайном распределении данных показателей: количество застраиваемых и высвобождаемых земель определяется характером землепользования в районах и их конкретными градостроительными особенностями.

Аналогичные карты подготовлены и для сопряженной пары макропроцессов «нарушение – благоустройство», анализ которых также дал содержательные выводы.

Таким образом, описанные процессы изменения состояния и использования земель необходимо исследовать и картографировать при подготовке как среднесрочных, так и долгосрочных программ развития крупных, сверхкрупных и крупнейших городов. Диагностику характеризуемых процессов в виде комплекса абсолютных (км2/год, га/год) и относительных (%/год) показателей динамики землепользования, включающего площади и доли земель, на которых в течение определённого отрезка времени (рекомендательно – год) происходили процессы застройки, высвобождения, нарушения и благоустройства, следует осуществлять с применением оперативных данных дистанционного зондирования, включая космическую информацию, а результаты диагностики отображать на картографических материалах.

Картографические способы визуального отображения мониторинговой информации о состоянии и использовании земель представляются весьма перспективными как для осуществления анализа динамики землепользования, так и для оптимизации принимаемых решений по управлению территориями в части градостроительства и земельных отношений. Мониторинговое картографирование земель необходимо развивать в рамках самостоятельной проблемно ориентированной картографической подсистемы в системе мониторинга земель. Развитие таких работ отвечает потребности общества в наглядной, достоверной и научно обоснованной информации о состоянии земель как важнейшего компонента окружающей природной среды.

 

4.5. Территориальный аспект ограничений прав на землю и его картографирование

В многочисленных правовых актах закреплены нормы, которые ограничивают собственников, владельцев, пользователей и арендаторов в правах на землю, её использование и оборот. Всего насчитывается порядка 70 видов ограничений, из которых примерно 20 видов сервитутов, 10 видов обременений и 40 видов ограничений. Далее все их будем называть просто ограничениями, а основное внимание уделим собственно ограничениям как наиболее важным и многочисленным. Реализуются ограничительные нормы на землепользование и соответственно подтверждаются документально и отражаются в кадастре недвижимости через процедуры юридического и физического образования зон с особыми условиями использования территории (охранных, защитных и др.) и земельных участков, а в отношении уже образованных объектов по решению уполномоченных, административных и судебных органов. Учитывая сложность и существующие проблемы нормативно-правовой базы (её негармонизированность, пробелы и нестыковки) и недостаточные урегулированность и согласованность процедур образования зон с особыми условиями использования территории (Бочаров М.В., 2009; Козлова О.Ю., 2008; Козлова О.Ю., Лебедев П.П., 2011), а также необязательность и затратность их установления и заявительный порядок образования земельных участков, реализованных в полной мере действующих ограничений (де-юре) гораздо меньше тех, которые должны действовать по факту существования правовых норм и подпадающих под них объектов и свойств земель (де-факто). Большая часть фактически действующих ограничений таким образом не находит отражения в кадастре недвижимости, а значит, не выполняется их прямое и главное назначение – обеспечение сохранности земель, рациональное землепользование, защищённость правообладателей и интересов общества, хотя они не менее важны для государства и общества, а в некоторых случаях, в частности, в принятии решений и мероприятиях на перспективу, более важны, чем реальные.

В результате такой практики в кадастре не только отсутствует информация о значительной части ограничений, которые прописаны в нормативно-правовых актах и должны соблюдаться, но даже та фрагментарная информация об учтённых ограничениях, которая в нём содержится, «раздроблена на мелкие кусочки», поскольку организована по отдельным образованным земельным участкам и очень редко – по зонам (Бочаров М.В., 2009; Козлова О.Ю., 2008). Более того, часть имеющейся информации об ограничениях представлена не в аналоговой графической форме, а в текстовой. С большими и многочисленными пропусками, «раздробленная» и зачастую неадекватно представленная кадастровая информация не позволяет сформировать полную, объективную и адекватную картину об учтённых ограничениях на административной территории, а тем более о всех действующих на ней ограничениях. Очевидно, что без этой возможности нельзя даже представить эту без преувеличения огромную «махину» – сферу всех действующих на территории ограничений, не говоря уже о том, чтобы изучить, как она организована и функционирует на территории, какова её роль в организации и управлении развитием территории и как повысить её эффективность. С этими информационными и научными проблемами кадастру в сегодняшнем его виде устройства не в состоянии.

В этой связи в статье ставится вопрос о необходимости специальной информационной системы административной территории (городского округа, города, субъекта федерации), которая будет заниматься сбором, систематизацией, хранением и анализом данных о сфере ограничений и предоставлением информации пользователям – государственным и муниципальным службам, научным и проектным организациям, другим заинтересованным юридическим и физическим лицам. Узловым звеном системы должна быть база данных об ограничениях территории, состоящая из пространственной части – слоевой базы геоданных о пространственном положении ограничений и связанной с ней атрибутивной части – табличной (реляционной) базы данных об их свойствах. Создание, а в дальнейшем функционирование и ведение БДОТ, предполагают инвентаризацию и мониторинг ограничений с использованием большого количества информационных источников, которые можно объединить в 6 групп:

♦ нормативно-правовые акты;

♦ технические документы о порядке и нормах установления зон;

♦ планово-картографические материалы;

♦ планы, схемы, проекты использования и охраны земель, других ресурсов и защиты населения, строительства;

♦ организации и развития территории и др.;

♦ кадастровые документы и базы данных, решения уполномоченных, административных и судебных органов.

Другими важными звеньями системы должны быть подсистемы анализа и картографирования, необходимые для подготовки требуемой информации пользователям и представления её в картографической форме. Проектирование информационной системы связано с решением следующих научных задач:

♦ анализом и концептуальным представлением предметной области БДОТ;

♦ изучением потенциальных пользователей системы;

♦ анализом источников данных;

♦ подготовкой классификаторов предметной области;

♦ разработкой методов анализа и моделирования предметной области;

♦ разработкой картографического компонента системы.

Правильное понимание и представление предметной области является залогом создания адекватной БДОТ, а также разработки результативных методов анализа и обработки её данных. Многочисленные и разнообразные реализованные и фактически действующие ограничения территории, порой покрывающие более 90 % её площади и находящиеся с ней в тесных взаимных связях и отношениях напоминают своеобразный невидимый ландшафт, который можно, вместе с другими правовыми свойствами, назвать «правовым ландшафтом». Хотя он по происхождению является сугубо антропогенным, но своим пространственным «поведением» – повсеместным послойным распределением по территории больше сходен с природным ландшафтом. Он обладает признаками территориального образования, который в географии называют территориальным комплексом и который с учётом природы и назначения его элементов можно назвать территориально-правовым комплексом ограничений. Территориальному объединению ограничений как комплексу характерны тесные связи и отношения внутри образования (между его компонентами и их элементами), а также с компонентами и элементами территории, на которой оно образовано, функционирует и развивается. Очевидно, что существенную роль в ТПКО играет территориальный аспект. Это: проявленность и определённое положение ограничений на территории; обусловленность ограничений от режимообразующих объектов территории и свойств земель; зависимость пространственной организации и дифференциации сферы ограничений от типов территории и категорий земель; влияние пространственной организации ТПКО и его надкомплексов на организацию и развитие территории и её компонентов.

ТПКО, как и другим антропогенным территориальным комплексам, свойственны состав и его свойства, общность целей и единство территории и другие связи и отношения, структура (компонентная и пространственная), интегральные свойства, изменение во времени, картируемость и регулируемость (что особенно важно отметить в условиях, когда сфера ограничений по сути дела «пущена на самотёк»).

Вторая научная задача заключается в изучении потенциальных пользователей системы: государственных органов и организаций, которым необходима информация об ограничениях, решаемых ими задач, требований к информации. Предварительно известно, что данная информация необходима для разработки документов территориального, экологического и экономического планирования, схем и проектов использования и охраны земель, градостроительной документации, схем и проектов размещения и строительства дорог, инженерных сетей и сооружений, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Кроме того, она необходима для выполнения кадастровой оценки земель и других ресурсов и видов недвижимости, её динамики во времени за счёт налагаемых обременений (ограничений), исследования оборотоспособности земельных участков на определённых территориях, контроля за использованием земель, соблюдением ограничений, а также для исследования самого феномена сферы ограничений, которая никогда ещё в таком аспекте и с таким охватом не изучалась.

Потенциальными пользователями системы, имеющими свой определённый круг задач, являются: административные, земельные и природоохранные органы, ведущие системы государственных кадастров и мониторинга; проектные организации; заинтересованные юридические и физические лица. Каждый из них предъявляет свой перечень требований к специальному и тематическому составу информации, её содержанию, точности и детальности, виду представления. Основными на сегодняшний день пользователями и, в то же время, источниками информации об ограничениях (обременениях) земель являются те же ведомства, что и в случае информации по мониторингу земель (раздел 4.2).

Анализ информационных источников необходим для составления полного систематизированного списка исходных документов и материалов с подробным описанием характеристик каждого, включая производителя, прямое назначение, содержание, время и периодичность создания, форму представления и некоторые другие.

Решение задачи подготовки классификаторов предметной области БДОТ основывается на анализе и систематизации нормативноправовой базы и технической документации установления зон, анализе размещения ограничений по территории и районировании ТПКО.

В настоящее время Росреестром утверждены два классификатора, отражающие ограничения (обременения) прав на земли и недвижимость в целом (Сборник…, 2011), приведённые в таблицах 13 и 14.

Таблица 13

Ограничения (обременения) прав (классификатор с кодом 22)

Анализ этих классификаторов и иных материалов показывает, что обобщающий классификатор предметной области БДОТ должен состоять из трёх основных взаимосвязанных частей: классификатора режимообразующих объектов и свойств земель; классификатора объектов – специальных правовых зон и режимов земель; классификатора характеристик ограничений.

Первая его часть должна разрабатываться на основе классификаций, используемых в легендах крупномасштабных (1:500 – 1:100 000) топографических планово-картографических материалов и технических регламентов установления зон. Вторая часть – это иерархическая классификация объектов, учитывающая характер и глубину отношений внутри каждого «старшего» таксона. Согласно существующим публикациям по данной теме, все ограничения делятся на виды, образующие три большие типа (группы или блока) – сервитуты, обременения и ограничения. Виды делятся на подвиды, некоторые из которых подразделяются на более мелкие таксоны.

Таблица 14

Территориальные зоны и зоны с особыми условиями использования территорий (классификатор с кодом 218)

Глубина классификации свойств зон должна составлять как минимум две ступени: класс и характеристика. Каждому классу соответствует один из типов характеристик: простая числовая, простая текстовая, простая альтернативная, сложная. При этом к простым относятся такие из них, которые имеют одно определённое значение, а к сложным – такие, которые состоят из нескольких простых логически взаимосвязанных характеристик.

Сугубо научная задача разработки методов анализа и моделирования предметной области БДОТ должна опираться на её географическое представление как ТПКО и те научные подходы и средства, которые применяются в географии для изучения и описания комплексов, но при этом учитывать необычную для традиционного комплекса правовую природу и особенности размещения по территории. Назовём основные подходы изучения ТПКО : компонентный подход , который заключается в изучении размещения по территории отдельных типов и видов ограничений, т. е. компонентных подкомплексов, имеющих собственные черты организации и связи с элементами территории; подход изучения связей и отношений между компонентами ТПКО, закономерностей и особенностей их пространственного сочетания; подход изучения ТПКО в целом, в частности, его пространственной дифференциации, интегральных свойств, отношений и связей с территорией, состояния, эффективности, динамики роста; территориальный подход, который предполагает изучение ТПКО в территориальном разрезе – «старших» административных единиц в разрезе непосредственно подчинённых им «младших» административных единиц (ограничений микрорайонов в разрезе отдельных земельных участков; ограничений городских округов в разрезе населённых пунктов, микрорайонов и т. д.; ограничений РФ в разрезе субъектов РФ). Основными методами изучения ТПКО со всей очевидностью являются картографический и геоинформационный с использованием средств анализа карт и операций со слоями.

Существенная роль в создании, ведении и функционировании БДОТ и системы в целом отводится картографическому компоненту как наиболее адекватному и эффективному методу отображения и изучения предметной области и её различных представлений для пользователей, а также средству, необходимому на всех этапах создания системы и стадиях её технологического процесса. При создании системы и на входе уже работающей системы должны использоваться планы и карты, содержащие информацию о всех режимообразующих объектах и землях территории и всех объектах кадастрового учёта. По данным БДОТ должны создаваться базовые планы и карты ограничений для использования в системе и предоставления пользователям. По результатам обработки, анализа и синтеза слоёв БДОТ и базовых карт должны создаваться пользовательские карты. Тематический ряд базовых планов и карт должен соответствовать компонентному составу ТПКО данной территории, а масштабный ряд должен находиться в соответствии с насыщенностью (плотностью) ограничений в диапазонах 1:500 – 1:2 000 (для планов и карт территории городов), 1:2 000 – 1:10 000 (для планов и карт территории городских округов пригородных зон), 1:10 000 – 1:100 000 (для планов и карт сельскохозяйственных и природных территорий) (Лебедев П.П., 1998).

Разнообразие тем и, соответственно, масштабов пользовательских карт могут быть куда более широкими. Они могут быть посвящены различным сочетаниям компонентов (от двух до ТПКО в целом), сочетаниям компонентов или их групп с земельными участками, землями различных категорий, ландшафтами, качественными характеристиками (правовой источник, статус и значимость, запрещённое использование (оборот), разрешённое использование (оборот), учтённость, типы структур, диверсификация и др.), количественным показателям (площадь компонентов, их попарных пересечений, суммарная; количество зон по компонентам и суммарное; плотность размещения зон по компонентам и общая; динамика роста и др.), пространственной дифференциации (качественной и количественной) и другим аспектам, составляющим и свойствам ТПКО.

Таким образом, для создания БДОТ как информационной и технологической основы составления базовых планов и карт необходимо проведение полной инвентаризации ТПКО территории с привлечением всего массива материалов и документов, содержащих информацию о реальных и фактических ограничениях территории, а для поддержания и структур данных, и карт на современном уровне необходимы мониторинг новых материалов и документов и ведение дежурной карты ограничений.