|
DOI: 10.7256/2585-7797.2020.1.32103
Дата направления статьи в редакцию:
03-02-2020
Дата публикации:
11-04-2020
Аннотация:
Одной из задач исторических ГИС является геопривязка к современной системе координат старинных карт, которые по определению содержат погрешности разного рода. В связи с этим есть потребность в разработке алгоритмов, позволяющих избежать их и позиционировать источники с наименьшими деформациями, искажениям. Описанная задача актуальна и для русских планов Генерального межевания. Их особенность заключается в том, что они содержат точные геодезические характеристики земельных дач. Предметом исследования является комплекс архивных планов Нижнего Новгорода конца XVIII в., на основе которых была разработана методика реконструкции границ города и межевых планов. Методология исследования базируется на принципах историзма, системности и объективности, выделяется роль математико-статистических методов, использованы специально-исторические (историко-типологический, историко-генетический) методы и геодезический метод обработки и уравнивания теодолитного хода, моделирования, картометрический. Научная новизна определяется алгоритмом реконструкции границ города и межевых исторических планов, технологическими решениями для изучения объекта с помощью геодезических программ, новыми данными о землеустроительных работах и созданных по их результатам картографическим материалам в конкретном регионе России. Основными выводами исследования являются позиционированные границы Нижнего Новгорода в условной системе координат. Установлено, что теодолитные ходы изученных дач имели существенные угловые и относительные линейные погрешности: для селитебной дачи они составили 3°29' и 1/31, для выгонной – 2°49' и 1/80 соответственно, для Благовещенского монастыря оказались допустимыми: 0°37’и 1/139. Получен растровый межевой план Нижнего Новгорода. В дальнейшем он может быть использован для геопривязки и создания исторической ГИС.
Ключевые слова:
Генеральное межевание, межевые планы, Нижний Новгород, русский город, геодезические измерения, комплекс Кредо, теодолитный ход, пространственные данные, исторические ГИС, системы измерения
Abstract: A present-day task of historical GIS is to geotag ancient maps within еру modern coordinate system. These maps are sure to have many inaccuracies. In this regard, there is a need to develop algorithms accounting for these inaccuracies and allowing one to position sources with the smallest deformations and drawbacks. This task is also relevant for Russian plans of the General Survey. Their peculiarity is that they have accurate geodetic characteristics of plots. The research subject is a set of Nizhny Novgorod plans of the late 18th сentury which were the basis for a technique used to reconstruct the city borders and land survey plans. The research methodology is based on the historicism principal, systematicity and objectivity. The authors emphasize the role of statistical methods and apply specifically historical (historical and typological as well as historical and genetic) methods, the geodetic method to process and equalize transit traverse, modeling and cartometry. The research novelty is determined by the algorithm of city borders and historical land survey plans reconstruction, technological solutions for studying the object by means of geodetic programs, new data on land management and cartographic materials based on land management results in the specific region of Russia. The main conclusions are the positioned borders of Nizhny Novgorod in the conditional coordinate system. It was found that transit traverses of plots studied had significant angle linear errors. For settlement plots they are 3°29' and 1/31 and for pasture plots they are 2°49' and 1/80. For Blagoveshchenskiy Monastery they are 0°37’and 1/139. A raster land survey plan of Nizhny Novgorod has been made. It can be further used for geotagging and creating historical GIS.
Keywords: General surveying, boundary plans, Nizhny Novgorod, Russian city, geodetic measurements, CREDO, traverse, spatial data, historical GIS, measurement system
Введение
Генеральное межевание 1760-1840-х гг. — значительное явление в истории социально-экономических и поземельных отношений России, ее кадастра и картографии, в ходе которого было создано более 500 тысяч рукописных планов двадцати двух губерний Европейской части нашей страны [1, с. 66]. Среди них есть немало планов русских городов с показанными принадлежавшими им землями (земельными дачами). Особенностью карт Генерального межевания было то, что границы этих земель имели четкие геодезические характеристики, благодаря которым сейчас мы можем воссоздать их с помощью компьютерных технологии в геодезии, оценить точность кадастровой съемки, получить «математически выверенные» границы города конца XVIII века. Его земельная дача обычно состояла из двух больших частей — селитебной (селитьба), место, где располагались жилые кварталы, и выгонов (выгонных земель, предместий), которые использовались под выпас городского стада и других сельскохозяйственных и иных производственных целей. Под земельной дачей (участком) мы понимается «участок земли, отделенный от других участков путем установления (обозначения на местности и юридического закрепления) между ними разделительной границы — межи» [2, с. 27].
Известно, что процесс государственного межевания растянулся до 1840-х гг., а в иных губерниях и до 1880-х гг. [2, с. 5, 96]. Нижний Новгород был размежеван при Екатерине II, поэтому в качестве синонима Генеральному межеванию мы также будем использовать термин «екатерининское межевание».
I. Исторические основания разработки методики
Историография Генерального межевания более чем за двухсотлетний период своего изучения включает законодательное (историко-юридическое), социально-экономическое (в основном по данным Экономических примечаний), естественно-историческое (природные ресурсы и видовое разнообразие флоры и фауны) и историко-картографическое направление. Нас интересует последнее, к нему мы относим исследования, связанные с созданием планов и оценкой их качества, а также с производством геодезических и топографических работ в России в конце XVIII в. Традиционно вопросами анализа межевых планов занимались картографы, а не историки, и до сих пор эта сторона екатерининского межевания слабо затронута в их трудах по сравнению с анализом законодательства, хронологии и особенностями межевания, социально-экономическим описанием отдельных местностей по данным Экономических примечаний и пр. Характерную оценку «картографическим результатам» межевания дал в советское время Л. В. Милов. Он рассматривал генеральные планы уездов и губерний «лишь как графическое обобщение межевания», а Экономические примечания в качестве «наиболее значительного и интересного документа Генерального межевания» [3, с. 34], подобное отношение сохраняется и до сегодняшнего дня [2, с. 25]. В свою очередь, картографы, изучая межевые планы, отмечали их невысокое качество и даже шаг назад по сравнению с Петровскими ландкартами, привязанными к градусной сетке меридианов и широт [4, с. 158].
При таком восприятии как со стороны историков, так и картографов, большинство планов оставались в XX в. неопубликованными. Огромную работу по введению в научный оборот целого массива планов предпринял профессиональный геодезист, профессор В. С. Кусов, изучив материалы межевания Московской губернии XVIII в.[5] (позднее подобную работу проделали А. А. Фролов и Н. В. Пиотух с уездными планами части Новгородской губернии) [6]. По нашим оценкам в его статье 1993 г. впервые в современной историографии вопроса была проанализирована точность московских межевых планов [1, с. 68]. Исследователь приходит к выводу о том, что «геометрическое качество окружной межи, плановое положение границ землевладения во второй половине XVIII в. вполне приемлемое, а для составления производных карт в м. 1:33 600, 1:42 000, распространенных в то время, даже весьма удовлетворительно» [1, с. 70-71]. Кроме того, на выборке карт из двадцати трех подмосковных селений В. С. Кусов установил, что отображение общей площади земельных участков было произведено на достаточно высоком уровне — максимальная погрешность в данных составила 12%. Для этого ученый сравнил общую площадь каждой дачи, приведенную в текстовой части плана в заголовке, обычно расположенном в художественно оформленных блоках в виде свитков, которые называются картушами (от франц. сartouche, буквально сверток), и измеренную им планиметром площадь на фотокопии плана.
Однако погрешность планов существенно увеличилась (max=120%) и стала отличаться большим разбросом в значениях, когда он сравнил данные по конкретным площадям земельных угодий внутри участка из тех же заглавных картушей и свои измерения планиметром на фотокопиях, т. е. отображение ситуации внутри плана несло в себе большую неточность измерений, чем отображение общей площади дачи [1, с. 72-73]. Это может быть объяснено тем, что принципиальным для землемеров было точное размежевание смежных границ участков, поскольку именно они закреплялись в собственность частных лиц, крестьянского или городского общества, церкви или монастыря, внутреннее же разграничение площади по угодьям касалось только одного владельца. Интересна методика работы В. С. Кусова с фотокопиями и планиметром ручным способом без привлечения компьютера — она наглядно показывает уровень развития ГИС в нашей стране в начале 1990-х гг., когда только-только происходило становление геоинформатики. Технологические ограничения этой дисциплины тогда обусловили невозможность реконструкции границ селений Московской губернии на современной топооснове в специализированных компьютерных программах и соотнесение исторических контуров участков с существующими населенными пунктами.
Постановка и решение таких вопросов стали возможны 10 лет спустя после публикации В. С. Кусова в рамках историко-географических и археологических изысканий, которые предприняли уже сами историки. В 2003 году И. И. Кондратьевым была опубликована статья методического характера о привязке планов XVIII в. к современной топооснове на примере Москвы, правда не периода межевания, а гораздо ранее, 1739 года и подмосковного тогда села Голубино (современное Ясенево) периода межевания 1768 года [7]. Автор показал возможность успешной «посадки» этих картографических источников на топографическую подоснову Москвы XIX–XX в. путем создания сетки треугольников, триангуляционной сети, из сохранившихся до сегодняшнего дня объектов (церквей в первую очередь), «а также характерных элементов гидрографической и геоморфологической структуры» [7], затем - дальнейшей «нарезки» плана межевания на эти треугольники и последовательного совмещения каждого из них с современной топоосновой. Автор пишет о компьютерных технологиях, которые он для этого использовал, но не уточняет, что конкретно имеется ввиду. По литературе известно, что это может быть любая программа для редактирования изображений, например, Adobe Photoshop [8, с. 367]. Следовательно, мы констатируем, что первый опыт компьютерной локализации планов Генерального межевания пришелся на начало 2000-х гг., но без привлечения специализированных ГИС-приложений. Кроме того, И. И. Кондратьев никак не задействовал данные математических измерений участка.
Эта задача была впервые поставлена и осуществлена в исследовании А. А. Фролова [8]. Он построил математическую модель контура дачи — результатов промеров участка в виде последовательности отрезков его границ с углами их отклонений от меридианального направления (румбы, ромбы) и поворотов межи от одного межевого столба к другому (астролябический угол, в современной терминологии — горизонтальный). Реконструкция границ была выполнена с целью восстановления исторического ландшафта современных деревень Филимоново и Бехово Бологовского района Тверской области, обмежеванных в 1784 и 1783 году соответственно. Исследователь приходит к выводу, что планы дач периода Генерального межевания с нанесенными на них промерами участков позволяют уверенно локализовать границы этих сельских населенных пунктов в XIII–XVII вв. [8, c. 369, 370], а значит и качество планов можно охарактеризовать как высокое. Для этого в программе для инженерного проектирования AutoCad2000 А. А. Фролов создал математические модели земельных дач указанных деревень и позиционировал их на современном плане местности масштаба 1:10000. С точки зрения нашего исследования автор делает важный вывод о преимуществах работы с такой моделью, а не с графическим изображением плана дачи. Эту идею мы развили в своей работе дальше, смоделировав границы земельной дачи города Нижнего Новгорода на базе специализированных геодезических программ.
Развитие геоинформационных технологий и экспоненциальный рост глобальной сети Интернет в 2010-е годы положительно сказался на изучении и последующей онлайновой публикации исторических карт, планов, чертежей по всему миру. Проявлением этих тенденций применительно к теме нашего исследования выступают научные интернет-ресурсы, дающие доступ к планам Генерального межевания на уровне отдельных областей России. В качестве примера можно привести коллекцию поуездных планов Бежецкого, Краснохолмского и Весьегонского уездов Тверского наместничества в виде веб-ГИС (http://rgada.info/bezheck/popup.html) или векторизованные данные о местоположении населенных пунктов и административно-территориальном устройстве Олонецкой губернии периода межевания 1789-1791 гг. (http://maps.karelia.ru/mez/#). Вместе с тем, новые возможности ставят перед исследователями новые задачи в изучении картографических источников. Одной из наиболее актуальных проблем является трудность геопривязки (georeferencing) старинных карт и планов к современной системе координат (СК), поэтому «оптимизация процедуры геопривязки является фундаментальной задачей развития новых исследовательских методов исторических ГИС» [9, p. 386]. Сущность проблемы сводится к тому, что карты по умолчанию не могут быть точными из-за погрешностей различного рода, а для планов XVIII в. к ним добавляется и отсутствие триангуляционной сети. Следовательно, привязку можно осуществить исходя из соотнесения объектов, отраженных на карте и сохранившихся до наших дней, как правило, это церкви, монастыри, речная сеть, лесные массивы. Но с помощью этих объектов старинная карта не всегда корректно «помещается» в современную СК, частыми являются несовпадения пространственных данных исторической карты и современной топоосновы, и иной раз сильные, при этом растровая копия источника сильно растягивается или сжимается по горизонтали-вертикали, что искажает его изначально прямоугольную форму. Описание подобных трудностей встречается при работе с историко-картографическими материалами не только России, но и Германии, Польши [10-12]. В этой связи очень показательной является статья А. А. Голубинского, в которой он обратил внимание на картосоставительские причины сложностей геопривязки двадцати двух общих и частных планов уездного города Балахны периода Генерального межевания [13].
Вопросы геопривязки заставляют ученых описывать не только трудности этого процесса, но и делиться своим практическим опытом, представляя его в виде отдельных алгоритмов и целых методик. В качестве примера можно привести краткий алгоритм польского географа Анджея Аффека (Andrzej Affek), лежащий в основе создания ГИС военно-топографических карт Галиции конца XVIII–второй половины XIX в. в программе ArcMap10.1 [9, р. 389]. Он разработан для крупномасштабных немежевых карт, поэтому не совсем удовлетворяет целям нашей работы, но полезен своим акцентом на необходимости попиксельной обработки растровых данных прежде чем использовать их для создания опорного слоя с точками привязки.
Возвращаясь к проекту А. А. Голубинского, скажем, что он является примером наиболее приемлемой с точки зрения современных технологий, но пока единственной онлайновой публикацией городских планов Генерального межевания в виде веб-ГИС. Вместе с тем, существует и более традиционная версия их представления в печатном издании «Города Российской империи в материалах Генерального межевания…» [14]. Важность данной работы для нашего исследования обусловлена приведенной в нем типологией городских (и не только) планов, создаваемых в ходе межевания по всей Европейской России, которую мы использовали для оценки найденных планов по Нижнему Новгороду. Кроме того, в книге представлена обновленная периодизация межевых работ по годам появления полевых записок в дополнении к уже имеющимся в историографии вопроса периодизациям [14, с. 16-18]. Согласно ей межевание Нижнего Новгорода пришлось на конец длительного периода межевания губернии в целом [14, с.16].
Очевидно, что на точность отображения дач на бумаге влияли не только погрешности рисования карты, но и точность геодезической съемки как таковой. Она складывалась из методики обхода участка в натуре и используемых для съемки инструментов. Это побудило нас к выяснению приборов, которые применяли в своей работе землемеры периода Генерального межевания или максимально близкого к нему по времени. В связи с этим мы обратились к монографии В. С. Кусова «Измерение Земли. История геодезических инструментов» [15], в которой приведены подробные сведения и внешний вид русских астролябий с буссолями (компасами) и мерных (саженных) цепей середины — конца XVIII в.
Если говорить о степени изученности межевания Нижнего Новгорода, то ее можно охарактеризовать как явно недостаточную и требующую восстановления хронологии процесса, выявление всего комплекса картографических источников в связи с этими событиями, оценки полученных планов. Фрагментарные сведения о межевании были приведены впервые в справочно-энциклопедическом издании Н. Ф. Филатова 1994 года [16, с. 65].
Итак, мы можем констатировать, что на сегодняшний день в исторической науке имеется опыт геопозиционирования сельских и городских планов Генерального межевания в современной СК, опыт реконструкции контура земельных дач разного типа, а также методики воссоздания границ земельных участков по их математическим значениям. Однако весьма насущным и актуальным до сих пор является вопрос о том, как избежать погрешностей, деформаций, искажений цифровых копий межевых планов, с которыми неминуемо сталкиваются исследователи в своей работе в том числе по причине отсутствия привязки к градусной сетке. Однозначного ответа на этот вопрос нет, однако, если перейти от привязки через совмещение объектов, отраженных на плане с их современным местоположением, к математической модели границ всего земельного участка, построить и оценить его погрешности, скорректировав их, то затем эту модель можно использовать как более надежный инструмент для реконструкции растровой копии плана с возможностью дальнейшего позиционирования в современной СК. А это значит, что востребованной оказывается разработка методики реконструкции межевого контура дачи в специализированных геодезических приложениях, которые значительно упрощают и облегчают работу со множеством значений углов и линий. В рассмотренных нами проектах и литературе специально не оговаривался вопрос картографической сшивки планов, если исходная цифровая копия создается путем сканирования его по частям. Тем временем, это существенная технологическая задача, поскольку описанные проблемы с привязкой могут быть вызваны неточностями сшивки источника, которая обычно выполняется в растровых редакторах. Мы опробовали другой путь — сшивка в специальном геодезическом приложении, которая позволяет точнее произвести данную операцию по сравнению с универсальным редактором компьютерной графики.
Помимо этого магистрального назначения методики можно говорить и о решении чисто исторических вопросов, связанных с уточнением наших представлений о ходе межевания конкретного населенного пункта, «экспертизой» качества работ конкретных землемерных партий через точечные оценки параметров полученной модели. Становится возможным анализ картографических источников под углом зрения полноты и степени объективности геодезической информации, которую они дают, что немаловажно, т. к. эта тема все еще слабо разработана в исторической науке.
Подытоживая, можно сказать, что новизна исследования определяется разработанным алгоритмом реконструкции границ города и межевых исторических планов, технологическими решениями для изучения объекта с помощью современных геодезических программ, новыми данными о землеустроительных работах и созданных по их результатам картографическим материалам в конкретном регионе России.
На этом основании цель данного исследования заключается в разработке методики реконструкции границ русского города конца XVIII в. по измеренным значениям контура межи и реконструкции межевого плана на примере земельной дачи Нижнего Новгорода с помощью специализированных геодезических приложений в условной системе координат. Под реконструкцией межевого плана мы понимаем создание его сшитой растровой копии, в которой будут практически устранены искажения, вызванные разными причинами.
Географические рамки исследования определяются границами Нижнего Новгорода, который располагался на правых берегах Волги и Оки. В заречной части на левом берегу Оки находилась при городе Кунавинская (Кунавина) слобода. Пока мы ограничили пространственную реконструкцию городской территории собственно Нижним Новгородом, исключив из анализа слободу, т. к. с ее привязкой в условной СК возникли сложности из-за отсутствия однозначно определяемых на современной топооснове начальных точек хода окружной межи.
Точные хронологические рамки исследования заключают в себе события 1784 года, когда происходило межевание Нижнего Новгорода и Кунавинской слободы, т. е. это тот год, на который реконструирована городская граница в условной СК. Вместе с тем отметим, что эта дата будет считаться нижней точкой отсчета, когда речь зайдет о подготовке комплекта генеральных планов к Экономическим примечаниям по городу — работа над ними растянулась до 1792 года.
Для осуществления поставленной задачи нам потребовалось провести работу в российских архивах, чтобы выявить сохранившиеся межевые планы и отобрать из них пригодные для реконструкции. Мы обнаружили планы в Российском государственном архиве древних актов (РГАДА) и Центральном архиве Нижегородской области (ЦАНО). В Российском государственном историческом архиве (РГИА) планы не отложились. В общей сложности получилось 30 планов, которые по местам их нынешнего хранения и типам согласно классификации, приведенной в [14, с. 29-30], распределены в Таблице:
|
Таблица. Наличие планов Генерального межевания Нижнего Новгорода
в российский архивах*
|
|
Архив, фонд
|
Количество планов
(всего 30)
|
Тип плана
|
Объект межевания
в скобках указано количество планов
|
Масштаб
|
|
РГАДА,
фонд 1356**
|
11
|
межевой,
прожект
|
|
Рус
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
