GIS a digitální data státních mapových děl velkých měřítek

Ing. Václav Čada, CSc.
katedra matematiky, oddělení geomatiky a geometrie
ZČU v Plzni, Fakulta aplikovaných věd
Univerzitní 22
306 14 Plzeň
E – mail: cada@kma.zcu.cz

The digital cadastral map is the resulting product of the digitalization of the complex of the geodethic informations from the land register. The contents and the precision of the digital cadastral maps. How to get the data and what are the conditions of their elaboration..

The another very important state-map created in Czech Republic and published in the public interest is the state-map 1 : 5000 – the derived map. The project of the derived digital state-map 1: 5000 (DSMO-5). The contents and the resources of data. The possibility to connect the creation with the actualization of these projects of digital products. The possibility of the application of the digital data resources for the positional layer of GIS large-scales projects.

Digitální katastrální mapa jako výsledný produkt digitalizace souboru geodetických informací katastru nemovitostí. Obsah a přesnost digitálních katastrálních map. Dostupnost a podmínky využitelnosti těchto dat.

Dalším státním mapovým dílem velkého měřítka, vytvářeným na území ČR a vydávaným ve veřejném zájmu je Státní mapa 1:5000 – odvozená. Projekt digitální státní mapy odvozené 1:5000 (DSMO-5), obsah a zdroje dat. Možnost propojení tvorby a aktualizace těchto digitálních produktů. Možnost využití zdrojů digitálních dat pro lokalizační vrstvu GIS projektů velkých měřítek.

Rozvoj projektů GIS u řady uživatelů je často limitován dostupností vhodných prostorových dat. Absenci takovýchto spolehlivých dat uživatelé většinou řeší jednorázovým mapováním klasickými geodetickými nebo fotogrammetrickými metodami, nebo nákupem stávajících analogových map a převedením obsahu těchto map do digitální podoby skenováním nebo digitalizací. Kvalita a přesnost dat získaných terénním mapováním je nesrovnatelně vyšší než umožňuje druhý postup, avšak s nesouměřitelnými ekonomickými náklady. Ve druhém případě je navíc velmi často obcházen nebo přímo porušován autorský zákon.

Oba tyto postupy mají však společný nedostatek, a to ten, že bez plánované periodické aktualizace dat tyto velice rychle zastarávají a stávají se nespolehlivými. Perspektivním řešením do budoucna se jeví využití státních mapových děl garantovaných Českým úřadem zeměměřickým a katastrálním ve veřejném zájmu. V současné době jsou tato základní státní mapová díla převáděna do digitální podoby. Je oprávněné očekávání, že využitím výkonných digitálních technologií a při organizační provázanosti aktualizace bude možné již v blízké budoucnosti zkrátit etapy obnovy tak, aby tato digitální základní státní mapová díla zobrazovala aktuální stav terénu.

Další nezanedbatelnou předností využití státních mapových děl pro realizaci projektů GIS je možnost sjednocení jednotlivých dílčích projektů tak, aby byla možná kompatibilita dat. Typickým případem jsou informační systémy správců inženýrských sítí a obecně projekty vázané na majetkoprávní vztahy – data katastru nemovitostí, u kterých je vedení stanovené zákonnou normou [2].

Základním státním mapovým dílem je podle §2 písm. f) [1] kartografické dílo se základním všeobecně využitelným obsahem, souvisle zobrazující území podle jednotných zásad, vytvářené a vydávané orgánem státní správy ve veřejném zájmu. Závaznými státními mapovými díly podle §2 odst. 1 [3]

  1. katastrální mapa,

  2. Státní mapa 1:5000 – odvozená,

  3. Základní mapa ČR 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, a 1: 200000,

  4. Mapa ČR 1:500000.

Tato státní mapová díla jsou určena pro veřejné užití a mají být vedena v geodetickém referenčním systému Jednotné trigonometrické sítě katastrální (S-JTSK).

Katastrální mapa je závazným státním mapovým dílem velkého měřítka, obsahuje body bodového pole, polohopis a popis. Předměty obsahu katastrální mapy se vyznačují standardizovanými mapovými značkami.

Obsahem bodového pole jsou všechny trvale stabilizované i trvale signalizované body polohového a výškového bodového pole včetně přidružených bodů u trigonometrických a zhušťovacích bodů.

Předmětem polohopisu jsou hranice územně správních jednotek, hranice katastrálních území, hranice chráněných území a ochranných pásem a hranice evidovaných nemovitostí s odlišením hranic převzatých z map dřívějších pozemkových evidencí a zobrazení dalších prvků polohopisu. Hranice se v katastrální mapě zobrazují přímými spojnicemi lomových bodů, v důvodných případech lze použít kruhových oblouků. Kritériem generalizace obsahu katastrální mapy jsou předměty s délkou přímé spojnice lomových bodů na vlastnické hranici do 0,1 m, u ostatních prvků 0,2 m. Pro zobrazení těchto tvarů platí kritérium 0,2 mm v měřítku mapy.

Popis katastrální mapy uvnitř mapového rámu tvoří čísla bodů polohového bodového pole, čísla hraničních znaků státní hranice, místní a pomístní názvosloví, označení parcel parcelními čísly a mapovými značkami. Vně mapového rámu je umístěn název Katastrální mapa, označení mapového listu včetně lokalizace ve správním členění státu, údaje o souřadnicovém systému, měřítku, označení sousedních mapových listů, údaje o vzniku katastrální mapy, tirážní údaje a okrajové náčrtky.

Digitalizace katastrálních map

Vyhláška [4] stanovuje tyto možné formy katastrální mapy:

Úplná náhrada grafických katastrálních map digitalizovanou formou je jednou ze základních podmínek realizace a provozu zdokonaleného informačního systému katastru nemovitostí (ISKN). Aktuální stav digitalizace katastrálních území je aktuálně vyhlašován na internetových stánkách ČÚZK http://www.vugtk.cz/~cuzk/adr08/dkm.html (lokality DKM) a http://www.vugtk.cz/~cuzk/adr08/km_d.html (lokality KM-D).

Že tento úkol není nijak lehký je zřejmé, když si uvědomíme, jak technologicky a obsahově jsou rozdílné stávající analogové katastrální mapy. Proces digitalizace je znázorněn na přiložených schématech.

Podle v současné době platných předpisů, popisujících proces přepracování katastrálních map do digitální formy je patrné, že:

Tím jsou popřeny zásadní nařízení zákona č.200/1995 Sb. uvedené v §2 písm. f) [1] a nařízení vlády č.116/1995 Sb. v §3 odst.1 [3]. Chybné rozhodnutí o nejednotnosti souřadnicových systémů, tvorbě a vedení dvou diametrálně odlišných typů digitálních katastrálních map a nesmyslné setrvávání na těchto pozicích, přináší v současné době řadu zásadních komplikací i v resortu ČÚZK:

Ve vazbě na tvorbu územně orientovaných informačních systémů se jedná o nekompatibilitu s těmito IS a zásadním způsobem může ovlivnit tvorbu národní geoinformační infrastruktury v rámci státní informační politiky. Tyto rozpory je potřeba urychleně odstranit např. při novele Vyhlášky č.190/1996 [4]. Podrobný rozbor této problematiky byl publikován např. v [6], [7].

Obr č. 1 Katastrální mapy lokalizované v S-JTSK



Obr č. 2 Katastrální mapy lokalizované v S-SK


Od roku 1946 byly vyhotovovány Státní mapy ČSR 1:5000-hospodářské (SM 5 hospodářské) stolovou tachymetrií nebo užitím fotogrammetrických metod s připojením na polohové bodové pole v S-JTSK. Výškopisná složka mapy vyjádřena vrstevnicemi vznikla přímým měřením s připojením na jednotnou nivelační síť. Toto mapové dílo bylo závazně používaným podkladem pro:

Protože kapacitní důvody neumožnily tvorbu SM-5 hospodářské tak, aby plnila veškeré požadavky veřejného zájmu, rozhodlo tehdejší Ministerstvo techniky po dohodě se Státním úřadem plánovacím o vyhotovení Státní mapy 1:5000 – odvozené. Tato mapa byla pořízena na celém území českých zemí mimo prostory již existující SM-5 hospodářské. Jednalo se o téměř 16 tis. mapových listů.

Polohopis SMO-5 byl pořízen fotomechanickou transformací polohopisu katastrální mapy do sekcí mapových listů Státní mapy 1:5000. Pro účely této grafické transformace byla do mapových listů ostrovní katastrální mapy doplněna pomocí mílových tabulek [9] souřadnicová síť v S-JTSK po 500 m. Generalizovaný polohopis katastrální mapy byl poté okopírován na list snímkového papíru při zavedení průměrné srážky mapových listů katastrálních map 0,7%. Takto kopírovaný polohopis měl zajistit plynulý přechod nejen mezi mapovými listy ale i na hranicích katastrálních území. Případný nesoulad byl eliminován posunem kopírovaných částí mapových listů katastrálních map. Tím vlastně poprvé vzniklo na území našeho státu mapové dílo velkého měřítka v souvislém zobrazení.

Generalizace polohopisu byla prováděna vypuštěním stavebních parcel s menší šířkou než 1 mm v měřítku 1:2880, dále vypuštěním drobných přístavků a schodišť. Pozemkové parcely uvnitř komunikací a veřejných prostranství se nezobrazovaly. Obdobně byly vypuštěny drobné parcely, u kterých by plocha v měřítku 1:5000 byla menší než 1 mm2 (zahrádky před domy apod.). Úzké a dlouhé parcely (meze, příkopy, opěrné zdi apod.), které by v měřítku 1:5000 byly užší než 1 mm byly zobrazeny jednočarově. Zákres úzkých vodotečí se provedl smluvenou mapovou značkou. Úzké cesty byly zobrazeny v měřítku 1:5000 v minimální šíři 1 mm, u ostatních komunikací byla zakreslována pouze obvodová hranice bez příkopů a bez koruny vozovky.

Dále byly vypuštěny veškerá parcelní čísla. Stavební parcely byly označeny smluvenou značkou (tečka) uvnitř zastavěných ploch. Vyrýsování generalizovaného polohopisu bylo provedeno sytou tuží čarou 0.15 mm. Takto upravené podklady byly předány reprodukčnímu odboru státního zeměměřického a kartografického ústavu v Praze, kde došlo k doplnění popisu a zmenšení do měřítka 1:5000.

Výškopis byl přebírán z výškopisných příložných map nebo topografických map 1:25 000 obdobnou fotomechanickou transformací.

Přestože tvorba SMO-5 měla být pouze dočasným řešením, je užívána do dnešních dnů. Toto mapové dílo je v současnosti stále nejpodrobnějším státním mapovým dílem velkého měřítka, které 16 193 mapovými listy pokrývá celé státní území v souvislém pravoúhlém kladu mapových listů v S-JTSK. O uživatelské oblibě tohoto státního mapového díla svědčí i ten fakt, že do roku 1950 byly všechny mapové listy realizovány až v desetinásobných vydáních a počet prodaných výtisků se pohybuje okolo 70 tis. ročně.

V padesátileté historii doznal obsah i forma SMO-5 výrazných změn (např. kvalita a způsob reprodukce). Přesto však aktuálnost obsahu, přesnost polohopisu a výškopisu neodpovídá současným požadavkům kladeným na základní mapy. Mezi tyto základní nedostatky patří:

Obr č. 3 Značkový klíč SMO-5 podle [8]

Odstranění některých výše uvedených nedostatků by napomohla aplikace digitálních technologií a vznik Digitální státní mapy odvozené 1:5000 – odvozené včetně stanovení zásad jejího vedení a obnovy. Návod je po námitkovém řízení v současné době ve schvalovacím řízení ČÚZK. Digitální SMO-5 by měla po roce 2006 plně nahradit stávající tvorbu a obnovu SMO-5.

Obr č. 4 Výřez mapového listu obsahu SMO-5 podle [8]

Digitální státní mapa 1:5000 – odvozená (DSMO-5)

Obsah DSMO-5 tvoří samostatné dílčí souborově (po mapových listech SMO-5) orientované vrstvy ve vektorovém nebo rastrovém tvaru – katastrální, výškopisná a topografická. Tyto vrstvy jsou doplněné pro každý mapový list rámem mapového listu se souřadnicovou sítí včetně mimorámových informací.

Vrstva katastrální obsahuje

K doplnění katastrální vrstvy o body bodových polí se využije databáze geodetických bodů. Místní a pomístní názvosloví se převezme z databáze standardizovaných geografických jmen. Pro druhová označení se použije atributů ZABAGED nebo Základní mapy ČR 1:10 000 (ZM ČR 10). Jména ulic a veřejných prostranství ve vybraných obcích jsou doplňována z plánů obcí a dalších informačních zdrojů obecních úřadů.

Vrstva výškopisu je tvořena

Veškerá tato data jsou získána ze ZABAGED včetně vrstevnicového modelu nebo digitální ZM ČR 10. Nadmořské výšky bodů ZPBP a ZhB se doplní podle dokumentace, zejména databáze geodetických bodů, nadmořské výšky vrstevnic jsou přebírány z digitálního modelu reliéfu.

Podkladem pro vrstvu topografickou je digitální ortofoto s prostorovým rozlišením rastru minimálně 1200 dpi pro měřítko snímku 1:23000, vytvářené pro aktualizaci ZABAGED nebo pro účely Ministerstva zemědělství.

Tvorbu a obnovu DSMO 5 zajišťují katastrální úřady, kde se též archivují tiskové podklady posledního vydání pro každý mapový list. Obsah DSMO 5 je poskytován po jednotlivých vrstvách, v libovolných kombinacích ve formě souborů digitálních dat nebo ve tvaru tiskových výstupů.

Z katastru nemovitostí se poskytují údaje i pro jiné informační systémy (IS) (§ 22, odst.3 zákona [2] ). Propojení údajů KN na úrovni SPI je možné zajistit pomocí :

číselných identifikátorů

(číselný kód okresu, obce nebo její části, katastrálního území, identifikační číslo právnické osoby, rodné číslo fyzické osoby, parcelní číslo, popisné číslo nebo evidenční číslo budovy).

souřadnic definičních bodů (katastrálních území nebo parcel).

Definiční bod parcely (resp. KÚ) je reprezentován vztažným bodem parcelního čísla (resp. číselného kódu KÚ), které musí být jedinečné a umístěné do středu parcely (resp. KÚ), uváděné v SPI svými souřadnicemi v S-JTSK zaokrouhlenými na celé metry. Tyto souřadnice se podle odst.2.13.1 návodu [9] v lokalitách s KM-D v S-SK (70% území státu) získají afinní transformací definičních bodů pro celé katastrální území pomocí identických bodů rohů rámů mapových listů získaných z mílových tabulek. Výsledky získané tímto postupem budou pro řadu aplikací v jiných IS nepoužitelné, neboť v kombinaci s přímo měřenými daty v S-JTSK se mohou lišit i o desítky metrů. O stejném způsobu transformace grafického souboru KM-D v S-SK se uvažuje i pro vyjádření KM-D v S-JTSK.

Pouze v lokalitách s DKM je propojení s jinými IS možné prostřednictvím SGI a získat tak nejen bodovou lokalizaci pomocí definičních bodů, ale i geometrickou lokalizaci až na úroveň jednotlivých parcel včetně topologických vazeb.

Pro řadu aplikací budou data poskytovaná z DSMO 5 velmi perspektivní. Mají zásadní přednost především

Na základě možnosti kombinace vrstvy katastrální a topografické je možné velice úspěšně lokalizovat nesoulady nejen polohy objektů katastrální vrstvy převážně v intravilánu, ale i po stránce obsahové. Těchto podkladů je následně možné využít při místním šetření, při tématických mapování apod.

Problematická oblast při tvorbě DSMO-5 zůstává automatická generalizace obsahu katastrální vrstvy (předměty ovlivněné měřítkem mapy, označení kultur a hranic pozemků převzatých z dřívějších pozemkových evidencí). Je potřebné uvážit, zda pro digitální technologie tvorby SM a poskytování informací neopustit souborově orientovanou strukturu obsahu DSMO-5 včetně nahrazení mimorámových údajů obecnými metadaty. Osobně se domnívám, že by bylo vhodné uvažovat o prohloubení vazeb nejen na databáze ISKN (včetně nutných úprav datových struktur), ZABAGED (digitální model terénu, katalog atributů ), ale i na databáze geodetických bodů.

Takto by bylo možné do budoucna řešit koncepci jednotného základního státního mapového díla, která by koordinovala problematiku od map velkého měřítka (digitální katastrální mapy, DSMO-5), základních map středních měřítek, až po tvorbu rozsáhlých obecných geodatabází, stanovovala interakce a omezovala duplicitu činností.

[1] Zákon č.200/1994 Sb. o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením

[2] Zákon č.344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky (katastrální zákon), ve znění zákona č.89/1996 Sb.

[3] Nařízení vlády č.116/1995 Sb., kterým se stanoví geodetické referenční systémy, státní mapová díla závazná na celém území státu a zásady jejich používání.

[4] Vyhláška č.190/1996 Sb., kterou se provádí zákon č. 265/1992 Sb., o zápisech vlastnických a jiných věcných práv k nemovitostem a zákon č. 344/1992 Sb., o katastru České republiky (katastrální zákon), ve znění zákona č. 89/1996 Sb. ČÚZK Praha 1998.

[5] Návod pro obnovu katastrálního operátu ze dne 30.dubna 1997 ČÚZK č.j. 21/1997-23, ve znění dodatku č.1 ze dne 21. prosince 1998 č.j. 5239/1998-23.

[6] ČADA,V.: Jaké budou digitální katastrální mapy. In. Integrace prostorových dat-ISBN80-244-0003-0. UP v Olomouci (1999), s.86-95.

[7] ČADA, V.: Jednotná DKM - reálný cíl či utopie? In. Sborník konference 36. mezinárodní geodetické informační dny. Brno 1999.

[8] Návod k vyhotovení Státní mapy 1:5000 – odvozené. Výnos ministerstva techniky č.j. 6900/50-V/5. Státní zeměměřický a kartografický ústav v Praze. 1950.

[9] ČADA, V.: Historie vzniku a užití mílových tabulek. (v tisku)

[10] Návod pro tvorbu a obnovu Digitální státní mapy 1:5000 – odvozené. ČÚZK. Praha 2000 (ve schvalovacím řízení)

Recenzoval: Dr. Ing. Jiří Horák (VŠB - Technická universita Ostrava)