Ljubljana, 2021
__________________________________________________________________________________
Hrbtna stran: KRŽAN ANJA 2021
za gradbeništvo in geodezijo
ANJA KRŽAN
ANALIZA MOŽNOSTI UVEDBE 3D-KATASTRA V SLOVENIJI Z VIDIKA 3D- MODELIRANJA STAVB
MAGISTRSKO DELO
MAGISTRSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM DRUGE STOPNJE GRADBENIŠTVO
za gradbeništvo in geodezijo
Kandidat/-ka ANJA KRŽAN
ANALIZA MOŽNOSTI UVEDBE 3D-KATASTRA V SLOVENIJI Z VIDIKA 3D- MODELIRANJA STAVB
Magistrsko delo št.:
THE FEASIBILITY ANALYSIS OF 3D CADASTRE INTRODUCTION IN SLOVENIA FROM THE PERSPECTIVE OF 3D BUILDING MODELLING
Master thesis No.:
Mentor/-ica: Predsednik komisije:
izr. prof. dr. Anka Lisec, univ. dipl. inž. geod.
Somentor/-ica:
asist. dr. Jernej Tekavec, univ. dipl. inž. geod.
Član komisije:
POPRAVKI – ERRATA
Stran z napako Vrstica z napako Namesto Naj bo
ZAHVALA
Največja zahvala gre moji mentorici izr. prof. dr. Anki Lisec, ki me je usmerjala skozi celotno nalogo, in somentorju asist. dr. Jerneju Tekavcu, ki mi je namenil čas in pomoč pri računalniških programih.
Hvala staršema za vso podporo skozi moj celotni študij, hvala za spodbudne besede in da sta me naučila, da verjamem vase.
BIBLIOGRAFSKO-DOKUMENTACIJSKA STRAN IN IZVLEČEK
UDK: 528.44:004.774(043.3)
Avtor: Anja Kržan, univ. dipl. inž. geod.
Mentor: izr. prof. dr. Anka Lisec, univ. dipl. inž. geod.
Somentor: asist. dr. Jernej Tekavec, univ. dipl. inž. geod.
Naslov: Analiza možnosti uvedbe 3D-katastra v Sloveniji z vidika 3D-modeliranja stavb
Tip dokumenta: magistrsko delo Obseg in oprema: 49 str., 30 sl. (63 str.)
Ključne besede: zemljiška administracija, kataster, 3D-kataster, 3D-modeliranje, stavba
Izvleček
V magistrskem delu preučujemo možnosti uvedbe 3D-katastra v Sloveniji, kjer se osredotočamo na izzive 3D-modeliranja stavb. V okviru naloge smo najprej podrobno preučili aktualne raziskave in trende na mednarodni ravni na tem področju ter predstavili stanje in izzive v Sloveniji. Na temelju pregledane literature smo podrobneje oblikovali metodologijo za eksperimentalni del raziskave.
Razvili smo koncept modeliranja stavb v 3D-okolju za namene registracije pravic in drugih opisnih podatkov, ki se nanašajo na nepremičninske enote, v sistemu zemljiške administracije. Pri tem smo izhajali iz podatkov katastra stavb oziroma podatkov, s katerimi razpolagamo pri pripravi elaborata za evidentiranje stavbe v kataster stavb. Za izbrane primere smo izdelali 3D-model stavbe, kjer smo dele stavb oziroma nepremičninske enote v stavbi opredeljevali na podlagi notranjih prostorov, za katere so v podatkovni zbirki shranjeni opisni podatki. 3D-modeliranja se lahko lotimo z različnimi programskimi orodji. V nalogi je predstavljen pristop modeliranja in vizualizacije v SketchUp programskem okolju in s pomočjo programa FME. Končni rezultat smo shranili v obliki 3D PDF. Pri tem smo ugotovili, da je za kakovosten 3D-model stavbe potrebna dodatna izmera, saj potrebujemo nekaj več podatkov, kot jih po trenutni zakonodaji potrebujemo za katastrski vpis stavbe, a ta dopolnitev ne zahteva veliko dodatnega dela, zato bi lahko predlagan model uvedli v praksi.
BIBLIOGRAPHIC-DOCUMENTALISTIC INFORMATION AND ABSTRACT
UDC: 528.44:004.774(043.3)
Author: Anja Kržan, Geod. Eng.
Supervisor: Assoc. Prof. Anka Lisec, Ph. D.
Co-supervisor: Assist. Jernej Tekavec, Ph. D.
Title: The feasibility analysis of 3D cadastre introduction in Slovenia from the perspective of 3D building modelling
Document type: Master thesis Notes: 49 p., 30 fig. (63 p.)
Keywords: land administration, cadastre, 3D cadastre, 3D modelling, building
Abstract
In the master thesis, we analyse the possibility of introducing a 3D cadastre in Slovenia, focusing on the challenges of 3D building modelling. The thesis started with a thorough review of current research and trends at the international level in this field and a presentation of the situation and challenges in Slovenia. Based on the reviewed literature, we developed a more detailed methodology for the experimental part of the research. We propose the concept of building modelling in a 3D environment for the registration of rights and other attribute data related to real estate in the land administration system. For this purpose, we used the data from the building cadastre or the data that must be provided for registering a building in the building cadastre. For the selected cases, we developed 3D models of the buildings based on the concept of indoor spaces as spatial units for defining a real property unit, to which the attribute data stored in a geospatial database relates. 3D modelling can be provided with various software tools. In this thesis, a modelling approach is presented, in which we used the SketchUp and FME software environments for 3D modelling and 3D visualisation. The final result was saved in format 3D PDF. We found that in order to obtain a high-quality 3D model, it is necessary to acquire some additional data compared to the data we need for the current registration of a building in the building cadastre. However, this requirement does not require much additional effort, so we believe that the proposed approach can be applied in practice.
KAZALO
POPRAVKI – ERRATA ... I ZAHVALA ... II BIBLIOGRAFSKO-DOKUMENTACIJSKA STRAN IN IZVLEČEK ... III BIBLIOGRAPHIC-DOCUMENTALISTIC INFORMATION AND ABSTRACT ... IV KAZALO SLIK ... VII OKRAJŠAVE IN SIMBOLI / ABBREVIATIONS AND SYMBOLS ... VIII
1 Uvod ... 1
1.1 Namen naloge ... 3
1.2 Opis vsebine naloge ... 3
2 Metode in materiali ... 5
2.1 Pregled in študija virov ter literature ... 5
2.2 Eksperimentalni del naloge ... 5
2.2.1 Primera uporabe... 7
2.2.2 Diskusija in sklepne ugotovitve ... 7
3 Pregled virov in literature ... 9
3.1 Sistem zemljiške administracije in mednarodni standard ISO 19152:2012 ... 9
3.1.1 LADM in 3D-kataster... 10
3.1.2 Pravni vidik uvedbe 3D-katastra ... 12
3.2 3D-modeliranje za namene 3D-katastra ... 14
3.3 3D-kataster v tujini ... 18
3.3.1 3D-kataster na Nizozemskem ... 18
3.3.2 Kataster na Švedskem... 19
3.4 Kataster stavb v Sloveniji ... 20
3.4.1 Etažna lastnina ... 24
3.4.2 Evidentiranje zemljišča pod stavbo ... 24
3.4.3 Predvidene spremembe z Zakonom o katastru nepremičnin ... 24
4 Rezultati ... 27
4.1 Postopek izdelave elaborata za vpis stavbe v katastra stavb ... 27
4.2 Enostavna enostanovanjska stavba ... 28
4.2.1 Modeliranje v programskem okolju ArchiCAD ... 29
4.2.2 Modeliranje v programskem okolju SketchUp ... 32
4.3 Večstanovanjska poslovna stavba ... 34
4.3.1 Modeliranje stavbe z več deli v programskem okolju SketchUp... 35
4.3.2 Nadgradnja 3D-modela stavbe s povezavo na prostorsko podatkovno bazo ... 37
4.4 Vizualizacija ... 39
4.5 Razprava ... 41
5 Zaključek ... 45
Viri ... 47
KAZALO SLIK
Slika 1: Primer zasnove spletnega informacijskega sistema za 3D-kataster (Kalogianni in sod., 2020).
... 16
Slika 2: Izračun površin (Vir: GURS, 2017). ... 23
Slika 3: Postopek vpisa stavbe v kataster stavb po trenutno veljavni zakonodaji. ... 28
Slika 4: Etažni načrt 2. etaže enostavne stavbe. ... 29
Slika 5: Prerez enostavne stavbe. ... 29
Slika 6: 3D-pogled enostavne stavbe v programu GEOS. ... 29
Slika 7: 3D-model izdelan v ArchiCAD. ... 30
Slika 8: Etažni načrt 2. etaže, izdelan v ArchiCAD. ... 31
Slika 9: Prerez stavbe izdelan v ArchiCAD. ... 31
Slika 10: Prikaz fasade izdelan v ArchiCAD. ... 31
Slika 11: Model stavbe na temelju modeliranja prostorov. ... 32
Slika 12: Model z modeliranjem sten. ... 32
Slika 13: Modelirane stene s prehodi. ... 33
Slika 14: Modelirani prostori s stenami in prehodi. ... 33
Slika 15: Model stavbe z urejenimi topološkimi odnosi med prostori. ... 33
Slika 16: Prerez stavbe z več deli. ... 34
Slika 17: Etažni načrt prve etaže stavbe z več deli. ... 34
Slika 18: Etažni načrt druge etaže stavbe z več deli. ... 34
Slika 19: 3D-prikaz stavbe v programu GEOS. ... 35
Slika 20: Model prostorov kompleksne stavbe z vrati. ... 35
Slika 21: Model sten kompleksne stavbe. ... 36
Slika 22: Geolokacija objekta v prostoru – ozadje je državni ortofoto. ... 37
Slika 23: FME-struktura postopka. ... 37
Slika 24: Seznam prostorov z atributi v FME. ... 38
Slika 25: Tabela prostorov za del 7. ... 39
Slika 26: Prikaz postopka v FME. ... 39
Slika 27: Prikaz 3D-modela stavbe s podatki zemljiškega katastra in lidarskimi podatki. ... 40
Slika 28: Prikaz 3D-modela stavbe s podatki državnega ortofota. ... 41
Slika 29: Primerjava postopkov obdelave podatkov za obstoječi kataster stavb in predlagane nadgradnje. ... 42
Slika 30: Prikaz različnih višin prostorov. ... 43
OKRAJŠAVE IN SIMBOLI / ABBREVIATIONS AND SYMBOLS
BIM Informacijsko modeliranje gradnje (angl. Building Information Modelling) CAD Računalniško podprto načrtovanje (angl. Computer-aided design)
FIG Mednarodna zveza geodetov (fran. Federation Internationale des Geometres)
GIS Geografski informacijski sistem
GML Jezik za modeliranje prostorskih podatkov (angl. Geography Markup Language),
GURS Geodetska uprava RS
IDM Navodila za posredovanje informacij (angl. Information Delivery Manual) IFC Temeljni industrijski razred (angl. Industry Foundation Class)
ISO Mednarodna organizacija za standardizacijo (angl. International Organization for Standardization)
LADM Model domene zemljiške administracije (angl. Land Administration Domain Model)
OGC Konzorcija za odprto standardizacijo v geoinformatiki (angl. Open Geospatial Consortium)
REN Register nepremičnin
RRR Pravice, omejitve in odgovornosti (angl. Rights, Restrictions and Responsibilities) SIST Slovenski inštitut za standardizacijo
SPZ Stvarnopravni zakonik (2002 in spremembe)
ZEN Zakon o evidentiranju nepremičnin (2006 in spremembe)
ZENDMPE Zakon o evidentiranju nepremičnin, državne meje in prostorskih enot (2000 in spremembe)
ZKN Zakon o katastru nepremičnin (2021)
ZN Združeni narodi
1 UVOD
Zemljiški kataster ima že od nekdaj velik pomen na ljudi. Že v času Babiloncev in Egipčanov so poznane evidence zemljišč za davčne in lastninske namene (Ferlan, 2005). Z razvojem družbe pa je zemljiški kataster dobil tudi druge funkcije, s katerimi je pridobival svoj pomen. Postal je tudi temelj za načrtovanje posegov v prostor in udejanjenje različnih ukrepov zemljiške politike. Pomembna novejša prelomnica za razvoj katastrov na svetovni ravni je povezana z dejavnostmi Združenih narodov (ZN) in Mednarodne zveze geodetov (FIG). Na podlagi v Riu de Janeiru leta 1992 sprejetega dokumenta Agenda 21 (ZN, 1992), se je na področju zemljiške administracije začel uveljavljati koncept zemljiške administracije v podporo vzdržnemu razvoju. Ekonomska komisija pri Združenih narodih je tako med drugim že leta 1996 izdala Smernice za zemljiško administracijo (Zupan in sod., 2014), v katerih je izhajala iz predpostavk, ki so še vedno temeljno vodilo Združenih narodov pri razvoju sodobnih konceptov zemljiškega katastra (ZN, 1996):
pravica do hrane in pravica do bivalnega prostora sta temeljni človekovi pravici;
»razmerja interesov na nepremičninah« (angl. land tenure) so ključnega pomena za urbani razvoj in izvajanje stanovanjske politike;
varnost in stalnost pravnih ureditev kmetijskih in gozdnih zemljišč sta ključnega pomena za kmetijsko pridelavo;
investitorji zahtevajo uradno urejeno in evidentirano strukturo zemljišč ter pravic na njih;
vzdržni razvoj države je odvisen od celovite odgovornosti države do upravljanja informacij o lastništvu, vrednosti in rabi zemljišč, ne glede na to, da je lahko sistem vključen tudi zasebni sektor;
zemljišča in informacije o zemljišču so viri, ki jih je treba skrbno upravljati, če želimo vzdržno gospodarsko rast.
Pri tem bi lahko sistem zemljiške administracije opredelili kot »obsežen sistem za najpodrobnejše pravno-administrativno strukturiranje prostora ter upravljanje mej pravic, omejitev in odgovornosti na zemljiščih ter sistem za vzdrževanje, zajemanje, analize in posredovanje podatkov o zemljiščih in pravicah na njih« (Zupan in sod., 2014).
Za učinkovito delovanje sistema zemljiške administracije mora le ta vsebovati podatke o lastnosti zemljišč, pravicah in omejitvah na zemljiščih oziroma nepremičninah. Uvedba takšnega sistema za posamezne države predstavlja velik izziv in dejansko stanje sistemov zemljiške administracije se med državami razlikuje. Sistem je odvisen od pravne ureditve države, družbene ureditve, zgodovinskega razvoja katastra ipd. Prav tako je tudi prihodnost sistema v posamezni državi odvisna od družbene ureditve, s tem povezane zakonodaje, ter seveda od tehnologije in interesov oziroma potreb družbe.
Leta 2012 je bil kljub vsem tem razlikam oblikovan in sprejet prvi mednarodni standard na tem področju. Mednarodni standard ISO 19152:2012: Geografske informacije – Model domene za zemljiško administracijo (LADM: angl. Land Administration Domain Model) je nastal ravno zaradi razlik sistemov zemljiške administracije med državami. Že leta 2002 se je pojavila ideja o razvoju mednarodnega standarda in splošnega modela za področje zemljiške administracije, ki jo je podprla organizacija FIG. Deset let kasneje pa je bil standard sprejet kot mednarodni standard, ki je postal tudi evropski standard (EN ISO 19152:2012) in je bil nadalje sprejet s strani Slovenskega inštituta za standardizacijo – SIST (SIST EN ISO 19152:2013). Konceptualni model zemljiške administracije po tem standardu sestavljajo tri skupine podatkov, in sicer se nanašajo na entitete (i) stranke, (ii) osnovne administrativne enote, (iii) pravice, odgovornosti, omejitve in kot dodatna skupina podatkov še prostorske enote. Stranke so lahko tako fizične kot pravne osebe. Pomembno za našo nalogo je, da standard za prostorske enote predvidi tako imenovane parcele, to so prostorske nepremičninske enote, ki so lahko opredeljene v 2D- ali 3D-okolju (Zupan in sod., 2014). Standard podpira integrirano modeliranje nepremičninskih enot in predstavitev tako v 2D- in 3D-okolju kot tudi izmenjavo podatkov med institucijami na lokalni, državni in mednarodni ravni (Lemmen in van Oosterom, 2014).
V Sloveniji so vzpostavljene in se vzdržujejo različne evidence o zemljiščih in nepremičninah, v katerih so zbrani podatki o nepremičninah. Temeljne nepremičninske evidence, ki jih poznamo pri nas in so med drugim pomembne za pravno varstvo nosilcev pravic, so zemljiški kataster, kataster stavb in zemljiška knjiga, ki pa jih dopolnjujejo še nekatere druge podatkovne zbirke, kot so register nepremičnin, register prostorskih enot in zbirni kataster gospodarske javne infrastrukture. Z zemljiško knjigo sta povezana kataster stavb in zemljiški kataster (GURS, 2017). Osnovna nepremičninska enota je zemljiška parcela, ki je prostorsko opredeljena v dveh razsežnostih (2D) s položaji zemljiškokatastrskih točk in njihovimi povezavami, to je s parcelnimi mejami, izjema pa so stavbe in deli stavb, ki so registrirani v katastru stavb. Ravno grajeno okolje, vključujoč stavbe, je postalo z vidika opredelitve prostorske razsežnosti nepremičninskih enot tako kompleksno, da je tudi na mednarodni ravni prepoznati trend uvajanja 3D-katastra (Tekavec, 2021).
Modeliranje zemljiških parcel predstavlja pomemben element pri registraciji nepremičnin po vsem svetu, kjer so se uvedli 2D-pristopi modeliranja prostorskih entitet, to je parcel. Registracija nepremičnin v primeru večje prostorske kompleksnosti, kot so stavbe in objekti gospodarske javne infrastrukture, prinaša izzive pri sami izmeri, modeliranju, upravljanju in vizualizaciji katastrskih podatkov. Izvedeno je bilo veliko študij o vzpostavitvi rešitve sistema zemljiške administracije v 3D- okolju, predvsem z namenom izboljšati kakovost registracije nepremičnin in njihovih lastnosti.
Trenutno nobena država še nima vzpostavljenega popolnega operativnega sistema zemljiške administracije v 3D-okolju, vendar več držav ponuja operativne rešitve, ki vsaj delno podpirajo kontekst 3D-zemljiške administracije (Kalogianni in sod., 2020).
Na marsikaterem področju Slovenija sega v sam svetovni vrh – med drugimi smo ena redkih držav, ki ima vzpostavljen kataster stavb v okviru katastrskega sistema. Želimo si, da bi tudi na področju 3D- katastra napredovala in sledila državam, ki imajo delno že vzpostavljen 3D-kataster.
1.1 Namen naloge
Namen magistrskega dela je preučiti možnost uvedbe naprednega geometrijskega modela stavb za 3D- kataster, ki omogoča povezavo s 3D-podatkovno bazo.
Naša domneva se glasi, da je mogoče s podatki, s katerimi geodetsko podjetje že razpolaga pri pripravi elaborata za vpis stavbe v kataster stavb, razviti sodoben georeferenciran 3D-model stavbe, ki omogoča vpis opisnih podatkov o stavbi in delih stavb v prostorsko podatkovno bazo ter vizualizacijo skupaj z drugimi prostorskimi podatki«.
V nalogi najprej predstavljamo pojem zemljiške administracije. Preučiti smo želeli trende in izzive na področju 3D-katastra in 3D-modeliranja stavb. Izpostavili smo tudi pravni vidik in dileme, s katerimi se srečujejo nekatere tuje države pri razvoju 3D-katastra, osrednji del raziskave pa se nanaša na izzive geometrijskega 3D-modeliranja stavb.
Pri preverjanju pravilnosti domneve smo se osredotočili na primere iz Slovenije, in sicer smo na podlagi razpoložljivih podatkov o stavbah, s katerimi praviloma že razpolaga geodetsko podjetje pri izdelavi elaborata za vpis stavbe v kataster stavb, izdelali modela stavb: enega enostavnejšega, kjer gre za enostanovanjsko stavbo, in dodatnega bolj zahtevnega, ki predstavlja kompleksnejšo stavbo z več deli. Na ta način smo lahko kritično ovrednotili možnosti uvedbe 3D-katastra v Sloveniji z vidika 3D- geometrijskega modeliranja stavb, ter preučili, kje so največje ovire pri uvajanju predlaganega pristopa 3D-modeliranja stavb.
1.2 Opis vsebine naloge
Nalogo smo razdelili na 5 poglavij, ki se vsebinsko dopolnjujejo.
Prvo poglavje je uvod v nalogo, kjer kratko predstavimo izzive na področju zemljiškega katastra in zemljiške administracije. Predstavljen je namen magistrskega dela, opredeljena je hipoteza raziskave, podrobneje je podana struktura naloge.
V drugem poglavju so predstavljeni metode in materiali. Sam izvedbeni del naloge je razdeljen na dva dela, kjer smo v prvem delu predstavili literaturo z opisno analitično metodo. V eksperimentalnem delu smo pridobili podatke za izbrane primere stavb v Sloveniji. Podatke smo obdelovali z različnimi
programskimi orodji in preverili možnost uporabe predlaganega podatkovnega modela na podlagi podatkov o stavbah, s katerimi načeloma geodetsko ali projektantsko podjetje že razpolaga pri pripravi podatkov za vpis stavbe v kataster stavb po trenutno veljavni zakonodaji.
V tretjem poglavju podajamo povzetke, ki so pripravljeni na podlagi pregleda virov in literature.
Poglavje smo razdelili na podpoglavja, katera podrobneje opisujejo sistem zemljiške administracija in mednarodni standard ISO 19152:2012, 3D-modeliranje za namene 3D-katastra, 3D-kataster v tujini in kataster stavb v Sloveniji.
Četrto poglavje je namenjeno eksperimentalnem delu naloge. Opisana sta dva primera modeliranja stavb, kjer smo uporabili različna programska okolja. Dodatno kritično predstavimo možnost nadgradnje trenutnega podatkovnega modela za stavbe v katastru stavb v 3D-model stavbe s povezavo na prostorsko podatkovno bazo.
Zadnje peto poglavje vsebuje zaključke in o ugotovitve o možnosti nadgraditve trenutnega 3D-katastra stavb v Sloveniji.
2 METODE IN MATERIALI
V nalogi smo uporabili različne metode, v grobem pa je bila raziskava razdeljena na dva dela:
1) Pregled in študija literature;
2) Eksperimentalni del, kjer smo na izbranih primerih preučevali možnosti uvedbe 3D-katastra v Sloveniji, predvsem z vidika 3D-geometrijskega modeliranja in razpoložljivosti podatkov, ki jih že zbiramo pri pripravi elaboratov za vpis stavbe v kataster stavb.
2.1 Pregled in študija virov ter literature
V prvem delu smo uporabili opisno metodo, kjer predstavljamo najnovejše raziskave na področju 3D- katastra. Pri tem se opiramo predvsem na mednarodne članke, ki so bili objavljeni bodisi kot konferenčni ali pa kot recenzirani članek v znanstveni reviji, povezanim z dejavnostmi mednarodne zveze FIG na področju 3D-katastra (glej tudi van Oosterom, 2018b; Tekavec, 2021). V tem delu smo torej uporabili analitično opisno metodo, kjer smo posebej predstavili trende na področju 3D-katastra s pravnega vidika in nato z vidika 3D-modeliranja stavb.
2.2 Eksperimentalni del naloge
V eksperimentalnem delu smo želeli preveriti, ali je mogoče na osnovi podatkov, ki jih danes geodetsko ali projektantsko podjetje potrebuje za vpis stavbe v kataster stavb, izdelati kakovostni 3D- model stavbe, kot ga predhodno definiramo v nalogi. Najprej smo preučili postopek vpisa stavbe v kataster stavb po trenutno veljavni zakonodaji z namenom nadgradnje procesa z vidika izdelave in registracije 3D-modela stavbe. Sam eksperimentalni del je bil osredotočen na geometrijsko modeliranje stavb v 3D-okolju. Glavno vodilo pri razvoju predlaganega pristopa je geometrijsko modeliranje delov stavb, kjer posamezno nepremičnino sestavlja skupina prostorov (notranjih prostorov); modeli prostorov so med sabo topološko urejeni, pomembno pa je, da je mogoče v podatkovno bazo za posamezen prostor, za nepremičninsko enoto ali pa za celotno stavbo shraniti opisne podatke.
Za 3D-modeliranje stavb smo uporabili merske podatke, ki smo jih za namene magistrskega dela pridobili v geodetskem podjetju, ter izdelali podrobne etažne načrte. Etažni načrti so nadalje služili za izdelavo 3D-modela izbrane stavbe. Geometrični podatki, ki jih potrebujemo za vpis v kataster stavb, so koordinate točk oboda stavbe, višina najnižje točke, najvišje točke, karakteristične točke in višine etaž. Pri samem modeliranju so bili izrednega pomena podatki izmere razsežnosti prostorov, ki so jih geodeti na terenu pridobili z izmero z laserskim razdaljemerom. Na podlagi le teh smo izdelali modele osnovnih prostorskih enot posamezne stavbe, to je prostorov, kot je predvideno v predlaganem podatkovnem modelu.
Pri modeliranju smo si pomagali tudi s projektno dokumentacijo, kjer smo dobili podatke, ki jih pri izdelavi elaborata za vpis stavbe v kataster stavb ne potrebujemo, vendar so bili pri samem modeliranju v veliko pomoč, kot je na primer debelina sten. Pri modeliranju smo nadalje definirali število delov stavb in število lastniških enot. Najprej smo izdelali 3D-model v programskem okolju ArchiCad in nato v programskem okolju SketchUp, ki je primernejši za uvoz podatkov v okolja geografskih informacijskih sistemov (GIS):
- ArchiCad je programski paket, ki je v osnovi narejen za projektiranje na področju arhitekture in gradbeništva. Omogoča izris modela stavbe v 2D- in 3D-okolju. S programskimi orodji smo izdelali model stavb, omogoča pa tudi hitrejše izrise etažnih načrtov in prerez stavbe ter prikaz objekta iz različnih smeri.
- SketchUp je programsko orodje, ki se uporablja za 3D-modeliranje in je namenjeno arhitektom, gradbenikom in drugim uporabnikom, ki želijo izdelovati 3D-modele stavb in drugih gradbeno-inženirskih objektov.
Prostorske podatke smo urejali s programskim orodjem FME, za podatkovno bazo pa smo uporabili rešitev PostgreSQL:
- FME (angl. Feature Manipulation Engine) je programski paket, ki ga uporabljamo za združevanje, povezovanje in obdelavo različno pridobljenih prostorskih podatkov. Omogoča branje različnih podatkovnih virov, urejanje, grafično prikazovanje, pretvarjanje grafičnih in atributnih podatkov. S programom rešujemo probleme na področju interoperabilnosti podatkov (Jožef, 2017).
- PostgreSQL je objektno relacijska odprtokodna podatkovna baza, ki je zelo razširljiva. Sami lahko določimo vrste podatkov, sestavimo funkcije po meri in napišemo kodo različnih programskih jezikih.
Za izvedbo predlaganega podatkovnega modela smo podatkovno bazo razširili z razširitvama PostGIS in SFCFAL:
- PostGIS je odprtokodna, prosto dostopna razširitev prostorske baze podatkov za sistem za upravljanje baz podatkov PostgreSQL. Omogoča prostorske funkcije, kot so pridobivanje podatkov o razdalji, površini, omogoča tudi združevanje, presek in druge prostorske operacije v prostorski bazi podatkov.
- Knjižnica SFCGAL omogoča upravljanje in analize 3D-prostorskih podatkov in temelji na knjižnici CGAL.
2.2.1 Primera uporabe
V okviru raziskave smo na podlagi podatkov geodetskih opazovanj za namene izdelave elaborata za vpis stavbe v kataster stavb izdelali dva 3D-modela stavbe, ki bi ju bilo mogoče nadalje nadgraditi v model, primeren za shranjevanje katastrskih podatkov v prostorsko podatkovno bazo. Pri tem izhajamo iz predpostavke, da so nepremičninske enote stavbe vezane na fizične strukture stavbe. Za modeliranje smo si izbrali dva različna primera. Prvi primer je enostanovanjska stavba s tremi etažami, drugi model pa predstavlja večstanovanjsko poslovno stavbo. Naša naloga je bila izdelati 3D-modela teh stavb, skladna s predlaganim konceptom 3D-modeliranja stavb in delov stavb na podlagi opredelitve notranjih prostorov. Enostanovanjska stavba se nahaja v k. o. Studenec (1393). Primer večstanovanjske poslovne stavbe je iz k. o. Šentlenart (1281). Geodetsko podjetje, od katerega smo podatke pridobili, je predhodno dovolilo uporabo teh podatkov. Podatke o številki parcele in stavbe ne navajamo zaradi varstva podatkov.
Postopek izdelave 3D-modela tvorijo štirje koraki:
- zbiranje in preučitev podatkov,
- 3D-modeliranje v izbranih programskih okoljih,
- povezovanje geometrijskega modela s podatkovno bazo, - 3D-vizualizacija.
Podatke smo pridobili torej od geodetskega podjetja, ki je omenjene podatke potrebovalo pri izdelavi elaborata vpisa stavbe v kataster stavb. Podatke smo uporabili za izdelavo 3D-modelov stavb, kar smo izvajali v dveh programskih okoljih, in sicer ArchiCAD in SketchUp. V izdelanem 3D-modelu smo s programskim orodjem FME urejali prostorske podatke in jih pripravili za analizo v podatkovnem modelu. Za izvedbo podatkovnega modela smo bazo razširili z razširitvama PostGIS in SFCFAL. V zadnjem koraku smo 3D-model prikazali na različnih podlagah ter ga shranili v dokumentu 3D PDF.
2.2.2 Diskusija in sklepne ugotovitve
Na podlagi preučene literature in 3D-modeliranja za izbrane primere stavb smo kritično ocenili, katere podatke bi morala Geodetska uprava RS shranjevati v sistemu, da bi omogočili kakovostno 3D- modeliranje stavb za namene katastra, kot predstavljeno v nalogi. Ugotovitve so predstavljene skupaj z rezultati in povzete v diskusiji. Pri tem posebno pozornost namenjamo rezultatom, ki smo jih uporabili za preverjanje pravilnosti domneve, ki se glasi, da je mogoče s podatki, s katerimi geodetsko podjetje že razpolaga pri pripravi elaborata za vpis stavbe v kataster stavb, razviti sodoben georeferenciran 3D-model stavbe, ki omogoča vpis opisnih podatkov o stavbi in delih stavb v prostorsko podatkovno bazo ter vizualizacijo skupaj z drugimi prostorskimi podatki.
»Ta stran je namenoma prazna«
3 PREGLED VIROV IN LITERATURE
V tem poglavju podajamo rezultate pregleda virov in literature, kjer smo poglavje razdelili na štiri podpoglavja. Poglavje je smotrno razdeljeno na naslednje vsebine:
- Sistem zemljiške administracije in mednarodni standard LADM;
- 3D-modeliranje stavb;
- Tuje izkušnje na področju razvoja 3D-katastra;
- Kataster stavb v Sloveniji.
3.1 Sistem zemljiške administracije in mednarodni standard ISO 19152:2012
»Sistem zemljiške administracije bi lahko opredelili kot obsežen sistem za najpodrobnejše pravno- administrativno strukturiranje prostora ter upravljanje mej pravic, omejitev in odgovornosti na zemljiščih ter sistem za vzdrževanje, zajemanje, analize in posredovanje podatkov o zemljiščih in pravicah na njih.« (Zupan in sod., 2014). Predstavlja tako administrativni del kot prostorski podatkovni vidik; zajema kataster in register nepremičnin (Kalogianni in sod., 2020). Za učinkovito delovanje sistema mora le ta vsebovati podatke o lastnosti zemljišč, pravicah, omejitvah in odgovornostih na zemljiščih (angl. rights, restrictions and responsibilities – RRR). Uvedba takšnega sistema predstavlja za posamezne države velik izziv in dejansko stanje sistemov zemljiške administracije se med državami razlikuje. Sistem je odvisen od pravnega ozadja države, družbene ureditve, zgodovinskega razvoja države in zgodovinskega razvoja registracije nepremičnin. Prav tako je tudi prihodnost sistema v posamezni državi odvisna od politike, s tem povezane zakonodaje ter seveda s tehnologijo in interesi. Zemljiška administracija vključuje, poleg podatkovnega dela, tudi procese odločanja, zapisovanja in razširjanja informacij o odnosu med ljudmi in zemljišči oziroma nepremičninami (Zupan in sod., 2014).
Sistem zemljiške administracije se ukvarja s socialnimi, pravnimi, gospodarskimi in tehničnimi vidiki upravljanja nepremičnin. Lahko ga razumemo kot temelj za izvajanje in nadzor pravic, omejitev in odgovornosti na zemljiščih oziroma nepremičninah. Pravice se nanašajo na lastništvo in posest, omejitve so namenjene usmerjanju in nadzoru rabe zemljišč, odgovornosti pa se nanašajo na finančne, družbene in etične obveze, ki oblikujejo dobrega gospodarja zemljišč. Ključne sestavine sistema zemljiške administracije so (Enemark, 2004):
podatki o razmerjih interesov na nepremičninah, kar je med drugim ključno za prenos lastninske pravice, prodajo ali zakup, varstvo in nadzor rabe nepremičnin;
podatki o vrednosti zemljišč oziroma nepremičnin, ki so vezani s procesi ocene vrednosti nepremičnin, zbiranja podatkov za obdavčitev, razvoj modelov vrednotenja nepremičnin;
podatki o rabi zemljišč, ki so ključni za nadzor rabe in upravljanja zemljišč preko predpisov na nacionalni in regionalni ravni;
podatki o planski rabi zemljišč, kar je tesno povezano z razvojem oziroma spremembo dejanske rabe zemljišč, vključno z načrtovanjem in izgradnjo potrebne nove infrastrukture.
Omenjene sestavine so med sabo tesno povezane in so bistvene za delovanje in razvoj zemljiškega trga. Tako na primer na vrednost zemljišča vpliva gospodarska in fizična raba zemljišč kot tudi možna prihodna (namenska) raba zemljišč, ki je določena s predpisi za urejanje prostora (Enemark, 2004).
Definicija zemljiške administracije je pomembna tudi z vidika 3D-katastrov oziroma 3D-zemljiške administracije. Države so, kot že omenjeno, razvile svoj lasten sistem registracije in upravljanja zemljišč, zato se tudi katastrski sistemi med seboj razlikujejo. Eni sistemi so centralizirani, drugi decentralizirani, nekateri imajo davčno ozadje, drugi pravno. Toda če gledamo sisteme kot celoto, opazimo, da je vsem sistemom skupno, da temeljijo na podatkih in procesih uporabe zemljišč oziroma nepremičnin, vezanih z odnosom med ljudmi in zemljiščem. Pomembni funkciji teh sistemov sta posodabljanje podatkov o teh razmerij in zagotavljanje relevantnih informacij.
Zaradi že omenjenih razlik med državami, ki izvirajo iz zgodovinskega razvoja katastrov, pa tudi zaradi različnega pravnega in institucionalnega okvirja zemljiške administracije, je težko predlagati
»najboljši« model za sodoben kataster. Še več, težko je izvajati tudi mednarodne analize oziroma primerjavo katastrov med različnimi državami. Tako se je leta 2002 pojavila ideja o razvoju standarda in splošnega modela za področje zemljiške administracije. Leta 2012 je bil oblikovan in sprejet prvi mednarodni standard na tem področju. Mednarodni standard ISO 19152:2012: Geografske informacije – Model domene za zemljiško administracijo (LADM: angl. Land Administration Domain Model) je postal tudi evropski standard (EN ISO 19152:2012) in je bil nadalje sprejet s strani Slovenskega inštituta za standardizacijo – SIST (SIST EN ISO 19152:2013). Standard med drugim za prostorske enote predvidi tako imenovane parcele, to so prostorske nepremičninske enote, ki so lahko opredeljene v 2D- ali 3D-okolju (Zupan in sod., 2014), kot je omenjeno tudi že v uvodu te naloge.
3.1.1 LADM in 3D-kataster
Model domene zemljiške administracije, kot je opredeljen v mednarodnem standardu LADM (LADM;
ISO 19152:2012), deloma izhaja iz dokumenta Kataster 2014 (Kauffman in Steudler, 1998). V dokumentu Kataster 2014 so predstavljeni trendi in razvojne vizije zemljiškega katastra do leta 2014.
Že na prelomnici tisočletja Stoter in Zevenbergen (2001) ugotavljata, da registracija nepremičnin v dveh razsežnostih ne zadošča več za zagotavljanje pravne varnosti glede pravic na nepremičninah.
Med prvo obsežnejše raziskovalno delo na področju 3D-katastra spada doktorska disertacija Stoterjeve
(2004). V delu je natančno opisana in utemeljena potreba po uvedbi 3D-katastra. Predstavi tudi področje modeliranja in upravljanja ter predstavitve podatkov o nepremičninah v 3D-okolju.
Ker se je zanimanje pa tudi potreba v praksi po 3D-katastru izjemno povečalo, je mednarodno združenje FIG organiziralo več delavnic na temo 3D-katastra nepremičnin. Prva delavnica je bila organizirana leta 2001, kjer so udeleženci delavnice predlagali uvedbo klasifikacije področja raziskav na pravne, tehnične in organizacijske vidike, ki so se ohranili do danes. Preučevanje pravnega vidika je bil v začetnem obdobju raziskav na področju 3D-katastra nepremičnin zelo omejeno, dokler ni leta 2007 izšla prva celovita in obširna raziskava pravnih vidikov 3D-katastra na mednarodni ravni.
Avtorica Paulsson (2007) se ukvarja s pojmom oziroma opredelitvijo 3D-nepremičninske enote s pravnega vidika. Opredeli jo kot prostorsko enoto, ki ima horizontalno in vertikalno komponento. Ni nujno, da se pojem nanaša na celoten objekt, lahko obsega le del stavbe. Pri tem loči nepremičninske enote, na katere se nanašajo pravice, omejitve in odgovornosti (angl. rights, restrictions and responsibilities – RRR). Velik poudarek dela je na pravni ureditvi, opiše štiri izbrane pravne ureditve, ki imajo različno tradicijo in različne pravice na nepremičninah (Paulsson, 2007).
V prvem obdobju raziskav, do leta 2010, je bila opravljena raziskava med 36 državami članic FIG-ove skupine o 3D-katastrskih nepremičnin. Rezultati raziskave so pokazali, da države uporabljajo različne katastrske sisteme, posledično imajo tudi neenotno poimenovanje 3D-katastra. V tem času še nobena država ni imela možnosti shranjevanja in upravljanja s 3D-podatki katastra (3D Cadastre, 2021).
Druga FIG-ova delavnica o 3D-katastru nepremičnin je potekala na Norveškem leta 2011. Na delavnici je bilo predstavljeno takratno stanje razvoja 3D-katastrov s pravnega vidika, predstavljeni so bili primeri registracije 3D-nepremičninskih enot, vključno z vidiki upravljanja 3D-prostorskih podatkov in vizualizacije ter izmenjave in dostopnosti podatkov 3D-podatkov o nepremičninskih enotah. Ugotovili so, da ostaja problem neusklajenosti terminologije in različne opredelitve 3D- katastra. Na področju upravljanja z digitalnimi 3D-podatki so bili zaznani tudi izzivi na področju 3D- vizualizacije (3D Cadastre, 2021).
Že naslednje leto, torej leta 2012, je bila tretja delavnica, kar kaže na to, da je tematika postala izredno zanimiva na mednarodni ravni. Cilj delavnice je bil izmenjati ideje in preučiti takratni razvoj in prakse v mednarodnem kontekstu. Glavne teme, ki so se jih lotili, so se dotikale splošnega stanja na pravnem, tehničnem in institucionalnem vidiku, zbiranju in modeliranju podatkov, 3D-topologije, 3D- vizualizacije, 3D-načrtovanja in registracija nepremičnin v 3D-katastrih (van Oosterom, 2012).
Četrta mednarodna delavnica leta 2014 je bila vsebinsko predvsem tehnično usmerjena. Obravnavali so mednarodni standard LADM in odprti standard za 3D-modeliranje prostorskih objektov CityGML,
ki ga je izdal mednarodni konzorcij za odprto standardizacijo na področju geoinformatike OGC (angl.
Open Geospatial Consortium). Pojavi pa se tudi večje zanimanje na področju 3D-vizualizacije katastrskih podatkov.
Naslednja delavnica je potekala leta 2016, kjer prevladujejo objave, ki se nanašajo na 3D-geometrijsko modeliranje nepremičninskih enot v informacijskih sistemih zemljiške administracije. Obravnavali so spletne razširitve s 3D-katastrom. Dotaknili so se tudi pravnega vidika in pravne prakse na obravnavanem področju v različnih pravnih sistemih (Tekavec, Ferlan in Lisec, 2018).
Zadnja delavnica pod okriljem FIG je potekala leta 2018 na Nizozemskem. Obravnavali so izkušnje držav na področju zasnove in uvajanja 3D-katastra, ki temeljijo na standardu LADM. Objavljenih je tudi več prispevkov, ki se nanašajo na področje 3D-modeliranja notranjosti stavb in 3D-vizualizacije.
V okviru delavnice so razvili nadalje usmeritve za raziskave in razvoj v prihodnosti (van Oosterom, 2018a). Najmanj prispevkov pa je bilo namenjeno pravnemu področju, kar sledi trendu iz preteklosti.
Pomembno je poudariti, da se tudi trenutno pod okriljem FIG odvijajo številne dejavnosti, povezane z razvojem 3D-katastrov, kar kažejo tudi članki letošnjega delovnega tedna FIG (FIG, 2021) ter sedma FIG-ova delavnica na temo 3D-katastra nepremičnin, ki bo v mesecu oktobru (3D Cadastre, 2021).
Raziskave na področju 3D-katastra so bile med drugi tudi tesno povezane z revizijo standarda LADM.
Na podlagi predstavljenih številnih študij uporabe standarda LADM so na delavnici v Maleziji leta 2019 razvili metodologijo za razvoj 3D-katastra v prihodnje. Analiziranih je bilo 23 profilov LADM izbranih držav (Tekavec, 2021).
3.1.2 Pravni vidik uvedbe 3D-katastra
Vzpostavitev 3D-katastra ne predstavlja drugačnega upravljanja zemljišč, saj je njegov cilj enak tradicionalnemu katastru, torej zagotoviti pravno varnost nosilcem pravic, omejitev in odgovornosti na zemljišču oziroma nepremičnini. Pojem 3D-prostorske enote pa prinaša več izzivov pri razmejitvi in modeliranju prostora, kar je povezano tudi s pravno opredelitvijo nepremičninske enote. Pravni vidik so posebej obravnavali tudi na četrti delavnici FIG o 3D-katastru (Paasch in sod., 2016).
Če primerjamo 2D- in 3D-parcelo, je razlika samo v eni razsežnosti oziroma dimenziji. Koncept sosedov ostaja enak, obstajajo pa različne vrste pravnih odvisnosti med njimi. V primeru 2D-modela prostora je fizični dostop do nepremičnine enostavno modelirati, ko pa govorimo o 3D-modelu, pa se situacija zaplete. Pojavi se nov odnos pri obravnavi večnadstropnih stavb, kjer na primer spodnje etaže podpirajo težo zgornjih nadstropij in predstavlja lastniške omejitve (Paasch in sod., 2016). Do podobnih zagat pridemo v vseh bolj kompleksnih primerih razdelitve prostora v treh razsežnostih. Pri
tem se srečamo tudi s terminološkimi izzivi, kar so obravnavali že na FIG-ovih delavnicah pred leti.
3D-nepremičnina se z vidika pravne opredelitve razlikuje med državami. Zato Paasch in sod. (2016) predlagajo univerzalno opredelitev 3D-nepremičnine, kot je to že predlagala Paulssonova leta 2007.
Opredelitev 2D-nepremičnine je praviloma zakonsko nesporno določena in ta opredelitev je znana tudi na mednarodni ravni. Mnogo držav pri tej pravni opredelitvi izhaja iz načela »superficies solo credit«, kar pomeni, da je vse, kar je trajno spojeno z zemljiščem, del zemljišča. Problem nastane pri vključevanju vertikalne razsežnosti prostora, saj se začno pravice v smislu 2D-modela prostora prekrivati – tak primer je v Sloveniji na primer nepremičninska enota, na katero se nanaša etažna lastnina (del stavbe) ali pa primer zemljišča s stavbno pravico.
3D-kataster torej zahteva zakonodajo, ki bi omogočila ustrezno opredeljevanje razsežnosti nepremičnine v 3D-prostoru. Na ta način bi lahko tudi geometrijsko modelirali nepremičnine s 3D- vidiki, ki bi ji bilo mogoče vključiti v katastrske baze podatkov; pravice, omejitve in odgovornosti bi bile, skupaj z ostalimi katastrskimi podatki, pravilno opisane in povezane z modelom nepremičnine v prostoru, s tem pa bi se lahko zagotovila tudi višja pravna varnost. Ne le pri stavbah, tudi v primeru podzemne železnice ali druge gospodarske javne infrastrukture se lastništvo pod parcelo lahko razlikuje od lastništva objekta na parceli. Na delavnici leta 2014 so udeleženci zaključili, da je za uvedbo 3D-katastra pomembno razumevanje pravnih sistemov in tudi nadaljnjega razvoja pravnega sistema v izbrani državi. Velik izziv predstavlja različno dojeta 3D-razsežnost nepremičnin po vsem svetu. Torej, da bi lahko izvedli primerjalno študijo razvoja in izzivov 3D-katastrov, bi morali upoštevati tudi razlike v zakonodaji med posameznimi državami. 3D-lastnina je pojem, s katerim bi se morala seznaniti javnost in tudi strokovnjaki in jo razumeti kot zapleten dejavnik pri upravljanju z nepremičninami (Paasch in sod., 2016).
Leta 2018 je na FIG-ovem kongresu v Istanbulu nastala publikacija, kjer so zbrane dobre prakse na področju 3D-katastra. Prvo poglavje je namenjeno pravnemu vidiku. V ospredje avtorji postavljajo primerjavo pravnih instrumentov, ki omogočajo reševanje problemov glede 3D-opredelitve pravic, omejitev in odgovornosti na nepremičninah. Predstavljeni so pravni statusi oziroma definicije 3D- objektov v petnajstih državah. Ugotovili so, da države uporabljajo različno terminologijo za opis 3D- nepremičninskih enot, čeprav so njihove lastnosti zelo podobne. V publikaciji so med seboj primerjane rešitve registracije nepremičninskih enot za izbrane države, vendar se le te med seboj bistveno ne razlikujejo, čeprav imajo različne katastrske sisteme, vezane na zakonodajo posamezne države. Pri vseh pregledanih državah je mogoča registracija lastništva dela stavbe (na primer stanovanja), ki je v naravi 3D-objekt, registracija pa temelji na 2D-registraciji (na primer etažni načrti). Naprednejše države so Švedska, Zvezna država Queensland in Viktorija v Avstraliji, kjer pravno opredeljene 3D- lastniške enote dovoljujejo neposredno deljenje nepremičnin v prostoru. Ugotovljeno je bilo, da je treba v državah, kjer je 3D-kataster pilotno uveden, opredeliti nepremičnine v 3D-prostoru z
nedvoumno terminologijo in zakonodajo, v tem času pa še ni bilo države, ki bi v celoti imela uveden sistem 3D-katastra (van Oosterom, 2018b).
3.2 3D-modeliranje za namene 3D-katastra
Modeliranje prostorskih objektov predstavlja enega izmed pomembnih korakov k uspešni uvedbi 3D- katastra. Nizozemska je bila ena izmed prvih držav, ki se je lotila tega izziva tudi na državni geodetski upravi. Njihov pilotni projekt je bil sestavljen iz dveh faz. Prva faza je bila namenjena preučitvi možnosti registracije nepremičnine v 3D-obliki in vizualizacije te enote v dokumentu *.pdf, ki vsebuje 3D-geometrijo in je preko podatkovne baze povezan z ostalimi podatki o nepremičnini. Druga faza pa je namenjena razvoju rešitve za celovito digitalno registracijo nepremičninskih enot v 3D-obliki, neposredno v podatkovni bazi (Stoter in sod., 2016).
Viri podatkov za 3D-kataster kot tudi oblike zapisov so lahko različni. Za oblikovanje 3D-modelov fizičnih objektov v digitalnem okolju lahko uporabimo različne pristope računalniškega modeliranja, kot so na primer računalniško podprto modeliranje CAD (angl. Computer-aided design), 3D modeliranje mest in pokrajin skladno z odprtim standardom CityGML ali pa informacijsko modeliranje gradnje BIM (angl. Buinding Information Modelling), vendar pa ti posebej ne podpirajo modeliranja pravnih ali posebnih katastrskih informacij. Na drugi strani pa imamo koncept za katastrski podatkovni model, kot je na primer določen v mednarodnem standardu LADM, ki pa posebej ne opredeljuje, kako modelirati objekte iz stvarnosti (npr. fizične elemente stavb). Ker smo se s podatki o pravnih in fizičnih dejstvih pogosto ukvarjali ločeno, z njihovo integracijo povzročimo geometrijske nedoslednosti. Zato mora njuna interakcija vsebovati semantično obogatene informacije v 3D-katastrskih modelih.
Aien in sod. (2013) v članku opišejo model 3DCDM (3D-katastrski podatkovni model), ki združuje tako podatke o fizičnih kot tudi pravnih vidikih razdelitve prostora. Model sestavljata dva povezana podatkovna sistema, to sta pravni in fizični. Pravni sistem v modelu obravnava vsako vrsto interesa kot predmet lastnine. Fizični sistem pa določa razrede in razmerja za najpomembnejše prostorske objekte. Modeliranje geometrije 3DCDM temelji na geometrijskem modelu GML (angl. Geography Markup Language), ki sledi standardu ISO 19107 in omogoča opredelitev geometrijskih lastnosti prostorskih objektov. 3DCDM ponuja obsežne informacije za uporabo 3D-katastra. Avtor poudarja, da je treba pri modeliranju 3D-katastrskih podatkov upoštevati vlogo informacijskega modeliranja gradnje BIM in standarda IFC (angl. Industry Foundation Class).
Pomemben rezultat BIM so 3D-modeli stavb, ki vsebujejo 3D-prostorske informacije kot tudi semantične informacije o stavbah. Pojem se je prvič uporabil leta 1992 kot možnost digitalnega
prikaza različnih pogledov na stavbo. Od takrat je model zelo napredoval in danes predstavlja model, ki je močen v geometriji, semantiki in topoloških informacijah (Kalogianni in sod., 2020).
Informacijsko modeliranje gradnje je najobsežnejši in najbolj inteligenten 3D-digitalni pristop za upravljanje kompleksnih stavb (Atazadeh, Rajabifard in Zhang, 2019). BIM se nanaša na celoten življenjski cikel stavbe: od samega planiranja, oblikovanja, izgradnje do vzdrževanja.
IFC opredeljuje razrede oziroma industrijsko usmerjen podatkovni model, ki predstavlja najpogostejši izmenjevalni format informacij in je mednarodni standard na področju modeliranja gradnje. V skladu s standardom IFC so lahko modelirani, shranjeni in hierarhično organizirani vsi fizični elementi stavbe.
To omogoča enostavno izmenjavo podatkov na različnih platformah BIM (Kalogianni in sod., 2020).
Programska okolja za področje BIM ponujajo širok izbor prostorskih elementov, kot so vrata, okna, tla in stene, ki so relevantni tudi za 3D-kataster. V razširjenih modelih BIM, ki so bili razviti zaradi širokega izbora elementov, lahko shranjujemo 3D-katastrske podatke k posameznemu elementu ali celotni zgradbi. 3D-katastrski podatki vključujejo med drugim podatke o lastništvu, 3D-pravne meje in druge katastrske lastnosti (Atazadeh, Rajabifard in Zhang, 2019).
Tematike 3D-modeliranja so se dotaknili tudi v publikaciji Best Practices 3D Cadastres (van Oosterom, 2018b), in sicer v tretjem poglavju. Obravnavane so različne možnosti izvedbe informacijskega sistema katastra, ki se razlikujejo po težavnosti. Kot najenostavnejši primer izvedbe omenjajo vpeljavo 2D-tlorisov za 3D-nepremičninske enote brez modeliranja in shranjevanja podatkov v 3D-obliki. Naprednejša oblika je shranjevanje podatkov o tlorisih z drugimi 2D-podatki in imajo hkrati vzpostavljeno povezavo na dokument, ki vsebuje podatke o 3D-geometriji. Ko pa 2D- modele in 3D-modele nepremičninskih enot združimo v informacijskem sistemu katastra, kjer ohranjamo tudi izvorno geometrijsko obliko, lahko govorimo o najprimernejši predstavljeni rešitvi (Tekavec, 2021).
Vizija sistema 3D-zemljiške administracije temelji na tem, da so vsi podatki zbrani na enem mestu in so tako lahko uporabni najbolj učinkovito, prav tako se lahko povezuje in združuje te podatke z drugimi viri. Dobra rešitev za predstavitve tega je uporaba spletnega informacijskega sistema (angl.
web-based information system), katere koncept je prikazan na sliki 1.
Slika 1: Primer zasnove spletnega informacijskega sistema za 3D-kataster (Kalogianni in sod., 2020).
Da lahko vzpostavimo sistem za upravljanje prostorskih in drugih podatkov na kakovosten način, je potrebna ustrezna sistemska arhitektura. Opredeliti je treba več komponent.
Prva predstavlja razpoložljiv nabor podatkov in podatkovnih tipov, ki so zapisani v različnih formatih, odvisno od uporabljene metode zajema podatkov (.las, rinex formati, .dxf., .shp ipd.), načina obdelave in oblikovanja (.shp, .dxf ipd.), dodatno je treba opredeliti način zapisa prostorskih in drugih relevantnih podatkov v dokumentu *.pdf. Druga komponenta predstavlja pripravo, obdelavo in preverjanje podatkov. Za vzpostavitev povezave med različnimi podatkovnimi strukturami, je treba podatke povezati, uskladiti in združiti. Tretja komponenta je shranjevanje podatkov. Podatkovna baza mora temeljiti na generični shemi baze podatkov in mora biti v skladu s koncepti, terminologijo in strukturo LADM. Sistemi za upravljanje prostorske baze, kot sta PostgreSQL/ PostGIS, bi morali zagotavljati celovito podporo različnim rešitvam, ki podpirajo uvoz, prostorsko indeksiranje, prestrukturiranje različnih tipov prostorskih podatkov. Zadnja komponenta je vizualizacija, ki predstavlja pomemben sestavni del sistemske arhitekture. Upoštevati moramo naslednje pristope vizualizacije in razširjanja: razvoj platforme, ki podpira vizualizacijo različnih prostorskih podatkov in vključuje različna orodja; zagotavljanje spletnih storitev 3D za posredovanje podatkov v različnih oblikah, ki so v skladu s specifikacijami državne prostorske podatkovne infrastrukture; ter izvoz podatkov za prikaz v 3D-okolju (Kalogianni in sod., 2020).
Zanimiv je projekt iz Avstralije, kjer razvijajo prototip 3D-spletnega sistema zemljiške administracije s testnimi podatki iz Queenslad Digitl Cadastral Database, ki je razvit na osnovi vizije razvoja 3D-
katastra, kot je opisana zgoraj. Prototip združuje različne vrste podatkov, da daje kontekst 3D- katastrskim parcelam (Kalogianni in sod., 2020):
3D-model nepremičnine;
2D-katastrske parcele;
Registracija pravic, omejitev, odgovornosti;
Podatki o nadmorski višini;
Referenčni podatki.
Podatkovna baza prototipa 3D-katastra ima podatke shranjene v PostgreSQL / PostGIS, brez spremembe logične strukture trenutno veljavnega katastra. Dodatki za prototip so sheme za prostorsko predstavitev meja 3D-prostorskih enot in tabela za shranitev rezultatov 3D-poizvedovanj. Podatki so shranjeni v obliki podatkovne strukture, ki je primerljiva tisti, ki se uporablja v sedanji obliki Queensland DCDB in je skladna z LADM (Kalogianni in sod., 2020).
Zanimivost trenutnih raziskav na področju 3D-katastra je nadalje, da razvijalci posebno pozornost namenjajo izzivu, kako uporabiti podatke BIM kot vhodne podatke za sistem zemljiške administracije, s poudarkom na opredelitvi nepremičninskih enot, na katere se nanašajo pravice, omejitve in odgovornosti. V že obravnavanem članku Kalogianni in sod. (2020) predlagajo celotno verigo obdelave podatkov za registracijo nove pravice ne nepremičnini v 3D na Nizozemskem z obogatitvijo datotek IFC s pravnimi informacijami. Upoštevani so bili naslednji koraki:
pravno preoblikovanje podatkov BIM,
samodejno pridobivanje podatkov o 3D-pravnem prostoru za registracijo pravic,
validacija glede pravilnosti in popolnosti,
shranjevanje v katastrsko bazo podatkov,
3D-spletna vizualizacija,
delitev in združevanje obstoječih 3D-parcel.
Opisana spletna arhitektura sistema temelji na načelih ponovne uporabe in izmenjave podatkov.
Ustreza tudi standardom buildingSMART (Kalogianni in sod., 2020). BuildingSMART podpira odprte podatkovne standarde, saj odprte, deljene informacije omogočajo bolj učinkovite, transparentne načine odločanja skozi celoten življenjski cikel gradnje. Uporaba BIM postaja obvezna v vse več državah, kar je obetajoče za vir podatkov za sistem zemljiške administracije (Kalogianni in sod., 2020).
3.3 3D-kataster v tujini
Leta 2018 je potekala konferenca mednarodnega združenja FIG, kjer so bile predstavljeni rezultati raziskav in pilotnih projektov v različnih državah. Istega leta je pod okriljem FIG izšla tudi publikacija Best Practices 3D Cadastres, ki vsebuje predstavitve rezultatov raziskav in podaja usmeritve za v prihodnje. Obravnavani so rezultati analize pravnega vidika glede 3D-registracije v petnajstih državah, kot so to na primer Avstrija, Bolgarija, Hrvaška, Češka in ostale (van Oosterom, 2018).
V poglavju podrobneje predstavljamo primera iz Nizozemske in Švedske, ki sta na področju 3D- katastra zagotovo vodilni evropski državi.
3.3.1 3D-kataster na Nizozemskem
Prva država, ki je uradno izvedla evidentiranje nepremičnine v 3D-kataster, je Nizozemska. Poročilo študije, ki je bila izvedena med letoma 2013 in 2015, opisuje raziskavo, kako v 3D-modelu nepremičnin v katastru registrirati stvarne pravice na več vertikalnih ravneh. Za primer raziskave so izbrali mestno hišo in podzemno železnico. Končni rezultat je bila 3D-vizualizacije objekta z opredelitvijo pravnih prostorov v formatu 3D PDF (Stoter in sod., 2016).
Zatem, ko so pridobili soglasje vseh lastnikov, da se lahko pravice 3D-lastnine registrirajo preko 3D- listine, so lahko načrt 3D-konstrukcije razdelili na več vertikalnih nivojev, ki že temeljijo na registriranih nepremičninskih enotah. Z uporabo podatkov BIM so pridobili vhodne podatke o fizični razsežnosti prostorov in objektov stavbe, kar je bilo nadalje temelj za modeliranje pravic v 3D-okolju.
Naslednji korak je bil pokazati 3D-nepremičninske enote in pravice na njih v dokumentu 3D PDF.
Končni dokument vsebuje 3D-prikaz nepremičninskih enot s pravicami, legendo predstavitve različnih stvarnih pravic, koordinatami karakterističnih točk objekta v referenčnem koordinatnem sistemu ter katastrskim načrtom v 2D-sistemu. Podatkovni model so torej zasnovali tako, da ga je še vedno mogoče interpretirati tradicionalno v 2D-sistemu, na katerega so vezane lastninske in druge pravice na nepremičninah. Objekt v katastru stavb pa ima svojo identifikacijsko številko, vsaka lastninska pravica na objektu pa ima svoj indeks. Obe identifikacijski številki sta prikazani na skicah kot tudi v tekstovni obliki v 3D-listini. V 3D-vizualizaciji nepremičninske enote je dodan atribut, ki se sklicuje na interaktivno evidentiranje nepremičnine, na katero se nanaša lastnina.
Lastništvo na več vertikalnih ravneh je mogoče pregledno evidentirati in prikazati s 3D-katastrsko registracijo. Dokument *.pdf je javno dostopen in si ga lahko ogleda vsak, s klikom na posamezen objekt se prikažejo 3D-indeksi in lastniki (Stoter in sod., 2016).
3D-katastrska registracija se od tradicionalne registracije razlikuje z več vidikov. Pri 2D-registraciji nepremičnin je potrebno parcele razdeliti na manjše parcele, da lahko projiciramo večstopenjske lastnosti na 2D-katastrskem načrtu, pri 3D-registraciji pa to ni več potrebno, saj se 3D-model shrani kot 3D-dokument, ki prikazuje, kako se različne pravne in druge katastrske lastnosti nepremičnin spreminjajo v vertikalni in horizontalni razsežnosti. Prednosti 3D-registracije nepremičnin so, da lahko objekt vsebuje različne 3D-lastniške enote, na katere se nanašajo različne stvarne pravice, katerih prostorska razsežnost je opredeljena v 3D-prostoru. 3D-objekt ima svojo identifikacijsko številko, s katero je vzpostavljena povezava s katastrskim načrtom (Stoter in Biljecki, 2019).
3.3.2 Kataster na Švedskem
Na Švedskem se je z raziskavo 3D-katastra ukvarjala delovna skupna 3D-BIM. Študija primera je vključevala različne stvarne pravice in več 3D-nepremičnin na območju Stockholma. Za osnovo so uporabili obstoječe katastrske podatke v obliki poligona 2D-etažnih načrtov z dodanimi informacijami o višini etaž, ki so jih pridobili iz katastra. Uporaba 3D-modelov kot dela katastrske dokumentacije predstavlja veliko prednost, saj je 3D-digitalne podatke mogoče ponovno uporabiti, brez preoblikovanja 2D-načrtov. V študiji ugotavljajo, da je pri uvedbi 3D-katastra zelo pomembno, kako predstavimo določene podatke in kakšna je njihova položajna kakovost, saj ima to veliko vlogo pri vizualizaciji. Prav tako je treba določiti mejo med posameznimi nepremičninskimi enotami. Tu se srečamo s pravnim vidikom. Za uvedbo 3D-katastra na Švedskem bi morda bilo potrebno spremeniti zakonodajo in jo preoblikovati, da bi ustrezala novemu »oblikovanju lastnine« na nepremičnini (Larrson, Passch in Paulsson, 2020).
Leta 2020 so izvedli še en testni primer, osnovan na IDM-pristopu (angl. Information Delivery Manual), ki je standard BuildingSMART in opredeljuje postopke posredovanja informacij. IDM je formalni postopek, kjer deležniki vedo, kdaj in katere podatke BIM sporočiti uporabniku, Standard IDM opredeljuje in določa prenos informacij med življenjskim ciklom objekta, tudi zaradi združevanja več različnih deležnikov v projektni organizaciji v okviru informacijskega modeliranja gradnje. Za primer so imeli večnadstropno stavbo z dvema lastniškima enotama. Postopek IDM je bil predlagan za študijo primera v vseh fazah življenjskega cikla stavbe, vključno s fazo načrtovanja, fazo oblikovanja, pridobivanja gradbenega dovoljenja, fazo projektiranja in fazo gradnje ter fazo upravljanja zgradbe. S tem postopkom želijo izboljšati opredelitev postopka katastrske izmenjave informacij, izboljšati informacije in opise o nepremičninah, da bodo sledili mednarodnim standardom. Pri tem je posebna pozornost namenjena geometrijskemu opisu 3D-lastnosti objektov z uporabo podatkov BIM, vizualizaciji 3D-katastrskih informacij, povečanju motivaciji deležnikov k razmišljanju, kaj bi še lahko izboljšali (Larrson, Passch in Paulsson, 2020).
3.4 Kataster stavb v Sloveniji
Slovenski sistem zemljiške administracije je na področju katastrov ločen na dva dela: na zemljiški kataster in kataster stavb. Zemljiški kataster vsebuje podatke o lokaciji, površini, rabi zemljiških parcel in objektih na zemljišču. Zakon o nepremičninah, državni meji in prostorskih enotah (ZENDMPE, 2000) predstavlja pravno podlago za vzpostavitev katastra stavb. Z georeferenciranim odtisom stavbe in tlorisom objekta je bil postavljen predpogoj za registracijo pravic in omejitev tudi na stavbi in delu stavbe v zemljiški knjigi. Z letom 2006, ko je bil sprejet Zakon o evidentiranju nepremičnin (ZEN, 2006), je tudi bil vzpostavljen kataster stavb za celotno državo na podlagi fotogrametričnih podatkov in atributov javno dostopnih podatkov. Ti splošni podatki, ki tvorijo trenutno registrski vpis podatkov, se z zahtevo in naročilom lastnika pri geodetskem ali projektantskem podjetju ter z vlogo za vpis stavbe v kataster stavb pri geodetski upravi posodobijo in dopolnijo, stavba pa dobi atribut katastrskega vpisa.
ZEN (2006) definira kataster stavb kot evidenco o stavbah in delih stavb. Stavba je objekt, v katerega lahko stopimo in je namenjen bivanju, opravljanju poslovne ali druge dejavnosti ali zaščiti ter ga ni mogoče prestaviti brez nastale škode. Del stavbe pa v stavbi predstavlja prostor ozirom skupino prostorov, ki se lahko samostojno pravno ureja. Podatki, ki se evidentirajo v kataster stavb, so identifikacijska oznaka, lastnik, upravljavec, lega in oblika, površina, dejanska raba ter številka stanovanja ali poslovnega prostora, povezava z zemljiškim katastrom, povezava z registrom prostorskih enot in povezava z zemljiško knjigo (Pravilnik o vpisih v kataster stavb, 2012). Ločimo dve identifikacijski oznaki: oznaka stavbe je številka, ki se določi v okviru katastrske občine, oznaka dela pa se določi v povezavi s številko stavbe. Podatki o lastništvu se prevzamejo iz zemljiške knjige in se vpisujejo v katastru stavb pri delu stavbe. Posebnost je pri delu stavbe, ki predstavlja splošni skupni del stavbe, kamor se vpiše »vsakokratni etažni lastnik«.
Poleg katastra stavb poznamo v Sloveniji še register nepremičnin (REN), ki je evidenca podatkov, kjer so zbrani podatki o nepremičninah na območju Republike Slovenije. V njem se vzdržujejo podatki, ki odražajo dejansko stanje nepremičnin v naravi. Zakon o evidentiranju nepremičnin (ZEN, 2006) nepremičnino opredeljuje kot zemljišče s pripadajočimi sestavinami, ki so stavbe in dele stavb, ki so evidentirani v katastru stavb. V registru nepremičnin se shranjujejo in vzdržujejo podatki o parcelah iz zemljiškega katastra, podatki o stavbah in delih stavb iz katastra stavb, podatki o lastniku in drugi podatki o lastnostih parcel, stavb in delov stavb. Kadar obravnavamo stavbe z več deli, kjer gre za večstanovanjske stavbe, poslovno-stanovanjske stavbe ali poslovne stavbe, je treba v skladu s Stanovanjskim zakonom (SZ-1, 2003) posamezne dele oštevilčiti z zaporedno številko v okviru stavbe. Lastnik dela mora stanovanje ali druge bivalne enote označiti v obliki tablice, nalepke ali v drugi trajni obliki ter jo namestiti nad ali ob vhodna vrata stanovanja ali drugih prostorov.
Vpis stavbe v kataster stavb in spremembe podatkov katastra stavb opredeljuje Zakon o evidentiranju nepremičnin (ZEN, 2006) in Pravilnik o vpisih v kataster stavb (2012 z zadnjimi spremembami leta 2016). Postopek vpisa stavbe v kataster stavb se začne z vlogo za vpis, ki jo lahko vloži investitor gradnje, lastnik stavbe oziroma dela stavbe, lastnik parcele, na kateri stoji stavba, imetnik stavbne pravice, uporabnik stavbe ali dela stavbe ter upravnik stavbe. Stavba, ki se vpisuje v kataster stavb, pa mora biti v taki gradbeni fazi, da je mogoče izmeriti površine in pridobiti druge potrebne podatke.
Elaborat vpisa stavbe v kataster stavb lahko izdela geodetsko ali projektantsko podjetje z pooblaščenim inženirjem oziroma projektantom. Elaborat se izdela v digitalni obliki ter se v končni verziji odda na Geodetsko upravo RS. Elaborat vsebuje naslednje obrazce (Pravilnik o vpisih v kataster stavb, 2012):
Obrazec K-0: to je ovitek elaborata, ki vsebuje podatke o vrsti elaborata, katastrski občini, številki stavbe in podatke o podjetju, ki je izdelalo elaborat. Vsebuje tudi izjavo, da oseba, ki je določila koordinate točke tlorisa, izpolnjuje pogoje za geodetskega strokovnjaka.
Obrazec K-1: Podatki o stavbi. Vpišejo se podatki o parcelah, na katerih stoji stavba, naslov stavbe, višine stavbe ter podatki o etažah v stavbi
Obrazec K-2: Načrt stavbe. V tem obrazcu prikažemo prerez stavbe in tloris stavbe. Prerez stavbe je značilen prerez, iz katerega so razvidne lege vseh etaž. Označimo vhode v stavbo in točke, na katere se nanašajo višine H1, H2 in H3. Tloris stavbe pa izdelamo v merilu 1:200, 1:500 ali 1:1000, glede na velikost in preglednost vsebine. Tloris predstavlja navpično projekcijo zunanjih obrisov stavbe nad in pod zemljiščem na vodoravno ravnino. Na načrtu prikažemo merilo, smer proti severu in oštevilčenje točk na obodu tlorisa.
Obrazec K-3: Etažni načrt. Je izris etažnega načrta za vsako etažo. Na izrisu prikažemo vhode, smer proti severu in merilo, v katerem je izrisana etaža.
Obrazec K-4: Podatki o delih stavbe. Vpišejo se podatki o številki dela stavbe, številki stanovanje ali poslovnega prostora, številki etaže, dejanski rabi, površini dela stavbe, ter naslov dela stavbe, če ima stavba hišno številko.
Obrazec K-5: Prostori in površina. Vpišejo se podatki o vrsti in površini prostorov ter površina dela stavbe. Lahko dodamo tudi skico prostorov po etažah, kjer označimo podatke o vrsti in površini prostorov.
Obrazec K-6: Sprememba podatkov o stavbi in delu stavbe. Vpišejo se podatki o številu etaž, številka pritlične etaže ter podatki o delu stavbe s številko etaže in dejansko rabo dela stavbe.
Obrazec K-7: Preštevilčba. Prikažemo, če gre za preštevilčbo stavbe, dela stavbe ali preštevilčbo številk stanovanj ali poslovnih prostorov. Navesti moramo številko pred spremembo in po spremembi.
Pri oddaji elaborata na Geodetsko upravo RS so obvezni obrazci K-0 do K-5, obrazca K-6 in K-7 pa sta lahko dodana, kadar gre za spremembo vpisa. Obvezen je tudi zapisnik o obravnavi oziroma izjava, da je geodet ali projektant poskrbel za seznanitev z lastnikom. Zapisnik mora izkazati soglasje lastnika stavbe ali dela stavbe, da podatki v elaboratu izkazujejo dejansko stanje. Oddajo se tudi podatki registra nepremičnin (Pravilnik o vpisih v kataster stavb, 2012).
Elaborat spremembe podatkov katastra stavbe se prav tako izvede na zahtevo lastnika, imetnika stavbne pravice ali upravnika stavbe. Spremembe podatkov v katastru stavbe se lahko izvedejo samo v primeru, če je stavba že vpisana v kataster stavb. Za spremembo podatkov se štejejo naslednje spremembe:
sprememba številke stavbe ali številka dela stavbe,
sprememba lege, oblike ali površine,
sprememba dejanske rabe,
sprememba številke stanovanja ali poslovnega prostora,
združitev in delitev stavbe ali dela stavbe,
vpis novega dela stavbe,
izbris stavbe ali dela stavbe.
Obstajata dva načina spremembe podatkov:
elaborat spremembe podatkov katastra stavb in
poenostavljen način spreminjanja podatkov.
Pri izdelavi elaborata spremembe podatkov katastra stavb je vsebina elaborata odvisna od spremembe.
Pri poenostavljenem načinu sprememb podatkov ni treba izdelati elaborata spremembe podatkov katastra stavb, ampak lahko te podatke spremeni lastnik sam z izpolnitvijo obrazca K-5 in K-6. V tem primeru gre za spremembo podatkov o dejanski rabi dela stavbe, podatke o vrsti prostorov, podatek o površini prostorov, številu etaž, podatek o pritlični etaži in o številki etaže (Pravilnik o vpisih v kataster stavb, 2012 in spremembe). Po spremembi površin prostorov mora površina dela stavbe ostati enaka.
Površina stavbe in dela stavbe je pomemben element elaborata vpisa stavbe v kataster stavb. ZEN (2006) površino stavbe in površino dela stavbe določa kot neto tlorisno površino, ki je v skladu z veljavnim standardom za izračunavanje površin stavb. Površina dela stavbe je vsota površin vseh prostorov, ki pripadajo delu stavbe. Za izračun površine prostora izmerimo dolžine stranic prostora.
Pri merjenju moramo biti pozorni na sledeče:
razsežnosti prostorov merimo v višini tal med navpičnimi ali poševnimi stenami oziroma zidovi;
