Тикунов В. С. Геоинформатика. Стандартизация пространственных данных.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Стандартизация пространственных данных. Сбор и обмен пространственными данными в национальном (и тем более в межнациональном и глобальном) масштабе требует развитой и всеобъемлющей системы стандартов. Объектом стандартизации служат все составляющие геоинформационных технологий: модели пространственных данных, форматы их представления, качество данных. Система должна быть иерархичной, основываясь на стандартных общепринятых спецификациях в области компьютерных технологий, и включать базовые стандарты, спецификации моделей данных (растровой, векторной и т. п.) и данных по отдельным предметным областям пространственно-информационного моделирования. Они различаются также по назначению, форме и статусу. Наряду с государственными и отраслевыми стандартами, широкое распространение получили корпоративные промышленные стандарты, в том числе разрабатываемые частными фирмами и консорциумами производителей геоинформационных товаров и услуг.
Любой из стандартов должен строиться как часть некоторой более общей системы и быть тщательно согласован с иными стандартами и их системами. К его разработке должен быть привлечен широкий крут специалистов, процедура разработки должна быть многоэтапна, открыта, «прозрачна» и контролируема. Дальнейшее развитие стандарта, его жизнеобеспечение и использование должно поддерживаться заранее созданной инфраструктурой.
Основные тенденции в стандартизации пространственных данных на национальном уровне и в рамках панъевропейских и глобальных международных инициатив могут быть проиллюстрированы примерами деятельности Федерального комитета по географическим данным США (FGDC), стандартами Европейского комитета по стандартизации (CEN), стандартами ISO (MOC) и консорциума (OGC).
Федеральный комитет по географическим данным США (FGDC) является межведомственной организацией, представляющей федеральные службы, связанные со сбором и обработкой пространственных данных, и крупных производителей программных средств ГИС, на которую возложены функции координатора работ над ИПД США (NSDI). Уже в 1997 г. в его активе значилось 26 стандартов на цифровые пространственные данные.
Разработка стандартов FGDC — многоэтапный процесс. Он состоит из пяти стадий, каждая из которых включает по меньшей мере один этап. Первая стадия — заявка на разработку, ее оценка и рецензирование (этапы 1 и 2) — предваряет вторую стадию пилот-проекта, подготавливаемого одним из подкомитетов или рабочих групп FGDC для инициации его дальнейшей разработки (этап 3). Цель третьей стадии — подготовка рабочего текста проекта к внутреннему и внешнему рецензированию рабочей группой разработчиков (этапы 4 и 5). Четвертая стадия — стадия рецензирования — включает 5 этапов (6-11): согласно регламенту, организуется публикация проекта, его обсуждение, тестирование, обобщение всех поправок и комментариев, подготовка к утверждению на пятой, финальной, стадии разработки (этап 12).
Одним из самых ранних (1992) стандартов FGDC был стандарт (спецификация) SDTS (Spatial Data Transfer Standard (Specification)). Стандарт основан на идее нейтрального формата, который служит посредником при конвертировании данных из формата одного программного средства ГИС в формат другого (рис. 52). Многообразие Форматов пространственных данных и проблема межформатной совместимости программных средств и технологий ГИС обсуждалась выше в подразделе о моделях пространственных данных.

Рис. 52. Преимущества разработки и поддержки N-программными средствами единого обменного формата (SDTS): количество необходимых конвертеров уменьшается с N(N-1) в случае А до 2Nв случае Б (доступно при скачивании полной версии книги)

Каждый из участников обмена должен располагать при этом средствами экспорта/импорта в/из SDTS.
Базовая версия стандарта (FGDC-STD-002) специфицирует пространственные объекты размерностью не более двух в рамках векторной топологической модели. В подразд. 2.1.2 приводился фрагмент спецификации стандартом некоторых типов пространственных объектов в его дефиниционной части. В SDTS заложены тем не менее возможности для спецификации особых типов пространственных данных и иных их моделей, реализуемые в виде «профилей» — подмножеств базовой версии стандарта.
Такое расширение стандарта нацелено на обмен цифровыми картографическими данными, в нашей терминологии — цифровыми картами, созданными программными средствами типа ГИС и САПР, для чего требуется ввести новые, отличные от базового стандарта типы данных, относящиеся исключительно к цифровой графике, включая векторные графические изображения (например, картографические знаки), примитивы типа прямоугольника, круга или отрезка кривой, тексты с характеристиками начертания и размера шрифтов, цвета, заливки. Версия стандарта от апреля 1998 г. содержала 326 пронумерованных (для удобства его обсуждения) элементов (строк текста, таблиц) и приложение с примером трансляции типов данных SDTS в аналогичные типы программных средств клонов AutoCAD и Intergraph. Таким образом, САПР-профиль стандарта SDTS дополняет базовую версию теми элементами, которые расширяют пространственные данные ГИС до цифровых карт или позволяют преобразовать первое во второе.
Идея использовать подобный SDTS-нейтральный формат как основу национального стандарта обмена реализована, в частности, в КНР. Принятый в 1999 г. «Национальный формат обмена геопространственными данными» CNSDTF (Chinese National Geo-Spatial Data Transfer Format) рассматривается как официальный стандарт, по структуре вполне аналогичный SDTS [Y. Wang, J. Gong, J.Huang, Y.Deng, 1999]. Известно также, что одноименный Австрало-Новозеландский стандарт представляет собой адаптированный Американский стандарт SDTS.
Еще один тип стандартов FGDC, стандарт на метаданные CSDGM, рассмотрен в подразделе о метаданных.
В Европе наиболее многообещающие инициативы в стандартизации связываются с Европейским комитетом по стандартизации CEN (Comite Europeen de Normalization), общеевропейским органом со штаб-квартирой в Брюсселе, осуществляющим разработку и утверждение стандартов по функциям, аналогичным ISO. Стандартизацией пространственных данных занимается Технический комитет по географической информации, работающий с 1992 г.
В своей деятельности комитет тесно связан с аналогичным ему по целям Комитетом по географической информации и геоматике Международной организации по стандартизации ISO (MOC). Взаимоотношения между двумя ведущими службами стандартизации пространственных данных регулируются так называемым Венским соглашением между CEN и ISO, предусматривающим, в частности, участие представителей обеих структур в параллельных работах. Цель сотрудничества — «гармонизация» национальных, европейских и международных стандартов, необходимость которой вполне очевидна.
Консорциум «открытых ГИС» — Open GIS Consortium, Inc. (OGC) — создан в 1993 г. и является одним из ведущих разработчиков стандартов на пространственные данные в рамках подхода, известного под наименованием «открытых систем» (применительно к геоинформационным технологиям — Open GIS), объединяя организации-разработчики программного обеспечения и поставщиков данных. В отличие от национальных и международных организаций, упомянутых выше, консорциум не занимается подготовкой «официальных» стандартов. Главная его цель — создать технологию, которая позволит разработчикам приложений использовать любые пространственные данные и функции обработки,
доступные в вычислительной среде или в сети внутри одного приложения и потока данных. Этот подход реализован в спецификации OGIS (Open Geodata Interoperability Specification), устанавливающей принципы прозрачного взаимодействия приложений при обработке пространственных данных.
Деятельность OGC и ее результаты исчерпывающе документированы в Интернете; здесь можно найти ценные объемистые документы, к примеру, онлайновый «путеводитель» OpenGIS Guide спецификации OpenGIS Abstract Specification и OpenGIS Impementation Specification.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу