Последнее обновление: 28.07.2016

Copyright © "Петербургский НИПИГрад"
2005-2010

К списку статей

МОДЕЛЬ «БАЗИСНЫЙ ПЛАН ТЕРРИТОРИИ»

(Опубликовано в сб. статей «Городское строительство». СПбГАСУ. – СПб, 2004 г., 84 с.)

Разработанная нами около 20 лет назад для Санкт-Петербурга (Ленинграда) модель городской территории, получившая название «Базисный план территории», находит сейчас широкое применение в градостроительном проектировании, землеустройстве, картография, геоинформатике. Модель оказалась достаточной простой и удобной - как для формального представления территории в целях применения компыотерных технологий, так и для установления взаимопонимания между специалистами различных областей деятельности.
Речь идет о графоаналитической модели, представляющей территорию в виде «базисной сети» - сети, образованной характеристическими линиями важнейших линейных геофизических объектов территории, и «базисных кварталов» - ячеек базисной сети.
В качестве важнейших линейных объектов городской территории рассматриваются водотоки и береговые линии крупных водоемов, улицы, дороги и железные дороги, ярко выраженные перепады рельефа я им подобные геофизические границы. Эти объекты хорошо идентифицируются на местности, обладают хроноустойчивостью и создают каркас планировочной структуры города. Моделируемая территория оконтуривается линией, представляющей административную границу города.
В модели базисного плана линейные физические объекты представляются с помощью характеристических линий - осей водотоков, улиц, дорог и железных дорог, границ водоемов, срединных линий геофизических объектов. Принимается, что все характеристические, а также оконтуривающая линии пересекаются между собой с образованием узлов («базисных узлов»), что позволяет создать из отдельных линий «базисную сеть» и использовать для ее математического описания «плоский граф». Таким образом, появляется возможность применения известного математического аппарата теории графов для решения геоаналитических задач.
Сегменты характеристических линий, заключенные между базисными узлами - узлами (вершинами) графа, соответствуют дугам (ребрам) графа. Узлам графа могут быть сопоставлены географические координаты, дугам -параметры, характеризующие представляемые ими объекты.
В результате обхода каждой ячейки базисной сети образуется множество замкнутых контуров - «базисных кварталов», характеризующихся площадью, видом и величиной интенсивности использования территории, численностью проживающего населения, и т.д. Важнейшим свойством базисных кварталов является покрытие всей территории города без пропусков и наложений. Сумма площадей базисных кварталов равна площади территории города в целом.
Формализованное описание территории стало своеобразным мостиком, связавшим математиков с градостроителями и всеми специалистами в области управления территориальными ресурсами.
Базисный план стал применяться в задачах, которые можно условно разделить на три группы.
Первая группа задач связана со сбором территориальной информации и созданием банков данных. Базисные кварталы и сегменты линий образуют структуру, удобную для поиска информации, как по кварталу или сегменту в целом, так и по объектам, расположенным на территории квартала. Важным для организации банка данных свойством модели является то, что изменения в сетке улиц и других линейных объектов территории, приводящие к изменению базисного плана, происходят достаточно редко.
Эти события хорошо отслеживаются, так как начало и завершение строительных мероприятий фиксируются специальными документами.
Сегменты линий удобны для привязки информации об участках улиц, дорог, водотоков, инженерных коммуникаций. В структуре базисных кварталов удобно хранить информацию о кварталах городской застройки, внутриквартальных объектах социальной и инженерно-транспортной инфраструктуры, земельных участках, а также отдельных зданиях и сооружениях. Для хранения информации, не укладывающейся в силу своей природы в ячейку одного базисного квартала, могут быть организованы группы (блоки) кварталов. Информация о городе в целом должна соотноситься блоку, составленному из всего множества базисных кварталов. «Надквартальными» информационными объектами являются зоны действия градостроительных регламентов, зоны природных и техногенных опасностей, зоны тяготения транспортных узлов, зоны обслуживания объектов городской инфраструктуры и т.п. Для хранения информации об улице, дороге, водотоке в целом должны быть организованы цепочки сегментов или подсети базисной сети.
Вторая группа - задачи, связанные с транспортными расчетами. Представление улично-дорожной сети в виде графа обеспечивает применение алгоритмов поиска кратчайших путей, лежащих в основе транспортных задач. Моделирование движения маршрутного наземного транспорта требует построения на основе базисной сети подробного графа маршрутной сети, узлами которого будут остановочные пункты и пункты регулирования дорожного движения. Сохранение связи между графами маршрутной и базисной сети позволяет вести совместное моделирование транспортных потоков и пассажиропотоков на маршрутных видах транспорта. Аналогично можно подойти к построению графов пешеходной сети и графов для моделирования схем организации движения на пересечениях улиц и дорог. Для моделирования внеуличной сети скоростных дорог, метрополитена требуется построение отдельных графов. С базисным графом их могут связывать графы пересадочных путей сообщения (пешеходных путей).
К третьей группе мы можем отнести задачи оценки территории. Они используют информационные ресурсы квартальной и сегментной базы данных. Основной объект этой группы задач - зона, район, квартал, участок, здание или сооружение. Связь между графом сети и кварталами территории позволяет не только использовать для оценки результаты транспортных расчетов, но и моделировать влияние изменений в использовании территории на транспортные потоки.
Создание базисного плана для конкретной территории связано с определенными трудностями, характерными для любых процессов перехода от реальных объектов к их моделям.
Общим принципом подхода к решению той или иной неопределенной ситуации при моделировании территории является практическая возможность применения математического аппарата для обработки информации базисного плана. Опыт создания базисных планов для Санкт-Петербурга, Волхова, Казани, Уфы, Выборга, Соснового Бора и других городов позволяет дать следующие рекомендации.
К построению базисных планов необходимо привлекать специалистов, имеющих инженерно-строительное или архитектурное образование, и использовать официальные топографические материалы масштаба 1:2000 (1:500 - 1:5000), материалы органов технической инвентаризации, градостроительную документацию (проекты планировки), дежурные планы красных линий, материалы земельного и водного кадастров.
Характеристические осевые линии улиц и дорог проводятся по планировочным осям этих объектов, железных дорог - по оси первого главного пути. При наличии двух и более проезжих частей улицы или дороги, разделенных полосой территории, достаточной для размещения стояночных площадок, объектов дорожного сервиса, каждая проезжая часть моделируется своей осью. Так же можно отнестись и к железнодорожным территориям.
Линейные объекты, имеющие кривизну, моделируются ломаными линиями.
На территориях с неупорядоченной застройкой довольно часто приходится вести предварительную работу по инвентаризации и воссозданию связной картины улично-дорожной сети. Практика показывает, что в состав городской улично-дорожной. сети должны включаться все поименованные улицы и непоименованные проезды, их соединяющие.
На территориях с очень мелкими кварталами застройки (например, в садоводствах) в качестве информационных единиц при создании банка данных уместно объединение кварталов. Довольно непривычными объектами выглядят узкие полосы базисных кварталов, образованные осями проездов, идущих по набережным, и береговыми линиями. Рекомендуется относиться к ним с особым вниманием, поскольку прибрежные территории обладают особой ценностью для жизнедеятельности города
Если целью конструирования базисного плана является создание официального городского банка данных (градостроительного или земельного кадастра), то к этой весьма кропотливой работе необходимо отнестись с особым вниманием, поскольку она будет иметь определенные юридические последствия, выражающиеся в придании некоторым полосам территории статуса улицы или, наоборот, в снятии такого статуса. Создание базисного плана для кадастрового использования должно проводиться в порядке, установленном для разработки градостроительной документации. Проектируемые и строящиеся магистрали должны включаться в базисный план с момента выдачи разрешения на производство строительных работ. Железные и автомобильные дороги в кадастровом базисном плане могут моделироваться границами землепользования дорог.
О топонимическом банке данных. Названия улиц и мостов, могут быть однозначно привязаны к сегментам (цепочкам сегментов) базисной сети. Один и тот же сегмент может нести различные названия, например, «Невский пр.» и «Аничков мост», или новое и устаревшее название. Названия площадей, не имеющих специфических проездов, требуют создания специальных территориальных объектов. Названия микрорайонов сопоставляются кварталам, группам или частям кварталов. Особый топонимический объект -адрес дома, участка, входа в здание (подъезда или «портала»). Рекомендуется для отражения адресов использовать точечные объекты, установленные в характеристическом центре здания, участка, портала. Такой точечный слой хорошо дополняет базисный план городской территории.
Важную роль в построении базисного плана играет язык, используемый для идентификации сегментов и кварталов базисной сети. Для идентификации объектов на уровне пользователя уместно применять составные коды, включающие указатель типа моделируемого объекта (водоток, берег, улица, железная дорога, административная граница), указатель планировочного района, в котором находится сегмент или квартал, аббревиатуру названия объекта. Идентификаторы должны быть принадлежностью модели и могут не меняться при смене названий улиц или районов.
Модель базисного плана начала использоваться в Ленинграде в 1980-x годах в целях создания информационного обеспечения транспортно-градостроительных расчетов. Граф транспортной сети, сложившийся в ходе поиска наилучшего представления территории, используется и в современных расчетах пассажиропотоков на сети метрополитена, в задачах экономической оценки территории. Расчетный граф содержит почти 2000 сегментов, представляющих магистральную сеть улиц, внеуличных видов транспорта и пешеходных пересадочных путей.
В 1991 году, с началом земельной реформы, были развернуты работы по созданию юридически значимого базисного плана. Проект на территорию в 1400 кв. км (территория Санкт-Петербурга как объекта РФ) был завершен к 1994 году и принят в этом же году в качестве основы для создания государственного кадастра недвижимости Санкт-Петербурга. Поддержание официальной версии базисного плана в актуальном состоянии осуществляется Комитетом по земельным ресурсам и землеустройству. По состоянию на декабрь 2003г., официальная версия содержала 5993 квартала, 7458 линейных объектов (версия опубликована в справочной интернет-системе «Развитие территории и недвижимости Санкт-Петербурга». Граф улично-дорожной сети нашел применение в деятельности Государственной административно-технической инспекции Санкт-Петербурга, ведущей контроль за строительными работами на улицах города.
Задача моделирования линейно-сетевой структуры территории послужила основой для создания специализированных программных комплексов, настроенных на обработку графовых структур - одним из них является хорошо известная в нашей стране ГИС «Zulu».
Базисный план стал основой для разработки ряда градостроительных документов. С использованием этой модели в 2002 - 2003 гг. создан опорный план нового Генерального плана Санкт-Петербурга.
Базисный план оказался эффективно работающей моделью, однако расширение области его применения сдерживается некоторыми проблемами. Во-первых, базисный план оказался междисциплинарной моделью, что затрудняет его внедрение в качестве инструмента управления территорией в рамках одного ведомства. Во-вторых, необходимо изменение отношения к улично-дорожной сети города: она должна рассматриваться как целостный объект системы управления городской территорией. Улица - это не только (и не столько) дорожные «одежды», имеющие хозяина в лице городских дорожных служб, но и элемент социально-коммуникационной - в том числе транспортной - сети, создающей индивидуальный образ города, столь необходимый для выживания городов в постиндустриальном обществе. Более глубокое понимание значения улично-дорожной сети в жизни города обеспечит больший интерес и к развитию ее модели.
Развитие модели базисного плана может идти в направлении создания формальных методов построения обобщенных (агрегированных) сетей на основе базисного графа, и более мелких сетей, имитирующих пешеходную сеть, сеть внутриквартальных проездов.
Наличие базисного плана в перспективе дает возможность построить модель развития улично-дорожной сети, в основу которой могут быть положены факторы изменения видов использования территории, изменения целевой структуры передвижений и отношения населения к способам передвижения.
Рекомендуя использование базисного плана для моделирования городских территорий, отметим, что даже сам процесс его конструирования имеет большое значение для осознания структуры городской территории и выявления проблем развития.