К технологическим проблемам обеспечения работы информационных кадастровых систем относятся проектирование математической основы электронных карт, проектирование цифровой модели местности, задачи преобразования данных в цифровую форму, геометрическое моделирование пространственной информации, проблемное моделирование тематических данных и т. д. [41]

Наибольший интерес вызывают новые ГИС-технологии, обеспечивающие оперативность, полноту и достоверность информации как о существующем состоянии городской среды в пределах той или иной территории города, так и о предлагаемых мероприятиях по ее изменению в ходе освоения и реконструкции. В настоящее время традиционно применяются литературные, статистические, картографические, аэро - и космические материалы. Как правило, их подборка и систематизация для последующего использования осуществляется вручную. Такой путь хорошо известен. Другое направление, активно развивающееся, связано с геоинформатикой, позволяющей формализовать и реализовать в машинной среде значительную часть рутинных операций накопления, хранения, обработки и использования пространственно координатных данных с помощью средств географических информационных систем (ГИС).

По мнению А. М. Берлянта: “Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство... Геоинформатика - научная дисциплина, изучающая природные и социально - экономические геосиcтемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве - времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний. С другой стороны, геоинформатика - это технология (ГИС - технология) сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно - координатной информации, имеющая целью обеспечить решение задач инвентаризации, оптимизации, управления геосистемами... Наконец, геоинформатика, как производство (или геоинформационная индустрия) - это изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления, стандартных (коммерческих) ГИС разного целевого назначения и проблемной ориентации. Добавим, что “геоинформационная индустрия“ включает разнообразные приложения технологий ГИС, реализованных в стандартных коммерческих программных продуктах, т. е. проектирование, создание (разработку) и эксплуатацию ГИС в рамках выполнения территориально-, проблемно - и предметно- конкретных геоинформационных проектов [42].

Карта - один из наиболее важных источников массовых данных для формирования позиционной и содержательной части баз данных ГИС в виде цифровых карт - основ образующих единую основу для позиционирования объектов, и набора тематических слоев данных, совокупность которых образует общую информационную основу ГИС. Послойное представление пространственных объектов имеет прямые аналогии с поэлементным разделением тематического и общегеографического содержания карт.

Многие процедуры обработки и анализа данных в ГИС основаны на методическом аппарате, ранее разработанном в недрах отдельных отраслей картографии. К ним принадлежат операции трансформации картографических проекций и иные операции на эллипсоиде, опирающиеся на теорию и практику математической картографии и теории картографических проекций, операции вычислительной математики, позволяющие осуществлять расчет площадей, периметров, показателей форм геометрических объектов, не имеющие аналогов в карто - и морфометрии [28].

В большинстве ГИС в качестве одного из основных элементов выступает блок визуализации данных, где важную роль занимают графические и картографические построения. Картографический модуль ГИС обеспечивает картографическое представление исходных, производных или результирующих данных в виде цифровых, компьютерных и электронных (видеоэкранных) карт, являясь элементом интерфейса пользователя и средством документирования итоговых результатов. Высококачественная картографическая графика, имитирующая традиционные средства картографического языка и способы картографического изображения (и некоторые возможности, доступные реализации исключительно машинными средствами, например, мультипликационные и анимационные возможности) при поддержке разнообразных устройств отображения, принадлежит к числу обязательных средств программного обеспечения ГИС.

Однако задачи ГИС выходят далеко за пределы картографии, делая их основой для интеграции частных географических и других (геологических, почвенных, экономических и т. д.) наук при комплексных системных геонаучных исследованиях. Методический аппарат геоинформационных технологий прямо или опосредованно связан с различными областями прикладной математики (вычислительной геометрии, аналитической и дифференциальной геометрии, откуда заимствованы алгоритмические решения многих аналитических операций технологической схемы ГИС), с машинной графикой (в частности машинной реализации визуализационно-картографических возможностей ГИС), распознаванием образов, анализом сцен, цифровой фильтрацией, и автоматической классификацией в блоке обработки цифровых изображений растровых ГИС, геодезии и топографии (например, в модулях обработки данных топографо-геодезических съемок традиционными методами или с использованием глобальных навигационных систем GPS) [46].

Как свидетельствует мировой опыт, градостроительные разработки являются наиболее универсальными документами, на основе которых осуществляются процессы управления развитием территории города. Именно градостроительные документы разных видов в большинстве развитых стран служат основой для принятия решения по земельному устройству территорий на всех уровнях: от государства в целом и до отдельного землепользователя. О значении, которое придается градостроительной документации, свидетельствует, в частности, такой пример: в США муниципалитет, который не имеет утвержденного генерального плана соответствую­щего населенного пункта, считается недееспособным. Ведь без этого он не может принять юридически обоснованных решений по вопросам функционально-территориального развития подчиненной ему террито­рии [50].

Современная социально-экономическая и политическая ситуация в Украине, и прежде всего демократизация общества и переход на путь создания правового государства; переход от централизованной плано­вой к рыночной экономике; новое законодательство, касающееся прав местных Советов; первые в истории Украины основы градостроитель­ного законодательства и новые законы в области земельных отношений и собственности выдвигают принципиально новые требования к соста­ву и содержанию градостроительной документации с тем, чтобы при­близить ее к аналогичным по своему значению и статусу документам, которые разрабатываются в мире [43]. Новые научно-методические разработки и современная информационная технология дают возможность сделать важные шаги для пре­одоления главного недостатка отечественной системы градостроительного проектирования и городского управления - противоречия между динамизмом градостроительного процесса и статичным отображением его в системе проектно-планировочной и управленческой документа­ции. Особенно это относится к наиболее динамичной ее части - гене­ральных планов городов и проектов детальной планировки. Ведь имен­но на этих стадиях, в абсолютно новых условиях отношений к соб­ственности, и прежде всего земельной, платного характера землеполь­зования, безусловной смены системы жилищной политики в государ­стве, принципиального изменения источников и масштабов финанси­рования городских программ "разыграется в ближайшее время основ­ная драма нашего градостроительства". Для того чтобы отвечать современным требованиям, проектно-планировочная и управленческая документация, как на стадии разработки, так и на стадии реализации должна иметь:

— принципиально иную, на два-три порядка выше, разрешающую способность;

— возможность гибкого оперативного реагирования на любую сме­ну ситуации и запросы субъектов градостроительного процесса.

Так, наименьшей таксономической единицей современного генераль­ного плана или проекта детальной планировки сегодня у нас являются жилые районы, микрорайоны, или, в крайнем случае, жилые группы. В то же время в абсолютном большинстве стран с частной собственно­стью на землю, наименьшей таксономической единицей не только на уровне земельно-кадастровой, но и градостроительной документации, является земельный участок отдельного владельца или землепользова­теля (Рис. 1).

Рис. 1. Фрагменты кадастровых планов населенных пунктов: для города (А);

Для сельского населенного пункта (Б).

Необходимо также учесть, что сейчас в смежных с градострои­тельной деятельностью областях идет интенсивная работа, которая сво­ими результатами непосредственно влияет на нее. Так, высокими тем­пами ведется составление городских земельных кадастров, а в городах и селах совершаются беспрецедентные по своим масштабам топогеодезические работы. На правительственном уровне уже принято реше­ние об обязательном составлении проектов землеустройства населен­ных пунктов и начата работа по его реализации [36].