Категории стандартов. В зависимости от сферы действия ГСС предусматривает следующие категории стандартов: государственные (ГОСТ)

 

В зависимости от сферы действия ГСС предусматривает следующие категории стандартов: государственные (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), республиканские (РСТ) и стандарты предприятий (СТП). Государственные стандарты обязательны для всех предприятий, организаций и учреждений страны в пределах сферы их действия. Отраслевые стандарты используют все предприятия и организации данной отрасли (например, станкостроительной), а также другие предприятия и организации (независимо от ведомственной принадлежности), разрабатывающие, изготовляющие и применяющие изделия, которые относятся к номенклатуре, закреплённой за соответствующим министерством. Республиканские стандарты обязательны для предприятий республиканского и местного подчинения данной республики независимо от их ведомственной принадлежности. Стандарты предприятий (объединений) действуют только на предприятии, утвердившем данный стандарт.

Государственные стандарты устанавливают требования преимущественно к продукции массового и крупносерийного производства широкого и межотраслевого производства, к изделиям, прошедшим государственную аттестацию, экспортным товарам; они устанавливают также общие нормы, термины и т. п. Исходя из этого, можно указать на следующие объекты государственной стандартизации: общетехнические и организационно-методические правила и нормы; нормы точных изделий межотраслевого применения; требования к продукции, поставляемой для эксплуатации в различных климатических условиях, методы их контроля; межотраслевые требования и нормы техники безопасности и производственной санитарии; научно-технические термины, определения и обозначения; единицы физических величин; государственные эталоны единиц физических величин и общесоюзные поверочные схемы; методы и средства поверки средств измерений; государственные испытания средств измерений; допускаемые погрешности измерений; системы конструкторской, технологической, эксплуатационной и ремонтной документации; системы классификации и кодирования технико-экономической информации и т. д.

Отраслевые стандарты устанавливают требования к продукции, не относящейся к объектам государственной стандартизации, к технологической оснастке, инструменту, специфическим для отрасли, а также на нормы, правила, термины и обозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в производственно-технической деятельности предприятий и организаций отрасли и для достижения оптимального уровня качества продукции. Объектами отраслевой стандартизации могут быть машины, оборудование, приборы и другие изделия серийного производства, детали и составные части этих изделий; сырьё, материалы, топливо, полуфабрикаты, применяемые в отрасли; типовые технологические процессы внутриотраслевого применения и др. ГОСТы разрабатывают также для ограничения, например, типоразмеров крепёжных деталей, полей допусков и посадок и др.

Республиканские стандарты устанавливают требования к продукции, выпускаемой предприятиями союзно-республиканского и местного подчинения республики. Номенклатура продукции, на которую утверждают республиканские стандарты, должна быть согласована с Госстандартом СССР и соответствующими ведущими министерствами и ведомствами СССР по закреплённым группам продукции. Объектами республиканской стандартизации могут быть сырьё, материалы, топливо и полезные ископаемые внутриреспубликанского производства и применения; отдельные типы изделий массового или серийного производства, относящиеся к профилю республиканских министерств, товары народного потребления и др.

Стандарты предприятий (объединений) распространяются на нормы, правила, методы, составные части изделий и другие объекты, имеющие применение только на данном предприятии; на нормы в области организации и управления производством; на технологические нормы и требования, типовые технологические процессы, оснастку, инструмент и т. п. Стандарты предприятий могут также устанавливать ограничения по применяемой номенклатуре деталей, составных частей, материалов, предусмотренные государственными, отраслевыми или республиканскими стандартами.

Типы отраслевых стандартов в области геоинформатики и ГИС для высшей школы определяются наличием следующих объектов стандартизации:

· географические информационные системы (ГИС);

· геоинформационные технологии;

· географические (пространственные) данные;

· профессиональная деятельность разработчиков и пользователей

ГИС.

Стандарты на географические информационные системы определяют их функциональную структуру, систему классификации, порядок проектирования, создания, использования и развития.

Стандарты на геоинформационные технологии определяют технические и программные средства их разработки и эксплуатации.

Стандарты на географические (пространственные) данные определяют требования к системам классификации и кодирования, форматы хранения, представления и обмена, описание качества, документирование (метаданные).

Стандарты на профессиональную деятельность в области ГИС определяют сферы профессиональной деятельности, виды и порядок выполнения работ, круг обязанностей и требования к подготовке специалистов.

Стандарты и стандартизация в современном информационном обществе необходимы для обеспечения качества информационного продукта, эффективного использования его, в частности различными геоинформационными системами. Непрерывно появляющиеся новые информационные технологии требуют постоянного введения новых информационных стандартов и обновления существующих. Стандарты могут появляться как следствие деятельности международных органов стандартизации, например таких как ITU-N и ISO и др. или когда некоторые (конечно же эффективные) технические решения принимаются международным или региональным сообществом как фактический стандарт, например – операционная система Windows. Некоторые официальные стандарты не получают поддержки рынка, например стандарты открытых систем связи – OSI (Open System Interconnection).

В процессе стандартизации определяется объект стандартизации, область стандартизации для данного объекта, определяются основные цели стандарта, его терминологические категории, соответствие международным аналогам и требованиям.

Стандартизации может быть подвергнут некий законченный объект или некая динамическая система, например компьютерная технология, меняющаяся в зависимости от вычислительных ресурсов, методов обработки и т.п. Стандарт первого типа в условиях быстрого обновления технологий не только может быстро устареть, но стать препятствием для применения новых методов и технологий.

Один из принципов стандартизации – системность определяет стандарт как элемент системы, связанный с системой стандартов внутренней сущностью и концепцией. Стандартизация информационных средств требует, кроме всего прочего лингвистического обеспечения и описания неких правил (синтаксиса), которым данное информационное средство должно подчиняться. Обязателен при стандартизации информационной системы семиотический подход по которому любая информационная модель должна включать три составных части: семантику, синтаксис, прагматику.

Самая большая и ведущая международная организация по стандартизации ISO (the International Standards Organization) состоит из 214 технических комитетов охватывающих все технические направления: механику, электричество, аэронавтику, химическую промышленность и т.д. [17]. Стандартизацией в области информационных технологий занимается обьединенный технический комитет «JTC 1».

Другая международная организация разрабатывающая стандарты – Международный телекоммуникационный союз ITU (International Telecommunications Union) является агентством ООН и объединяет свыше 180 стран.

Стандарты – одна из ключевых составляющих Инфраструктуры пространственных данных (ИПД). Они задают язык и правила взаимодействия участников, без которых это взаимодействие невозможно. Для Российской ИПД и ее пользователей актуальны три системы стандартов – Международной организации по стандартизации (ISO), Консорциума открытых ГИС (Open Geospatial Consortium, OGC) и российские стандарты.

Международные стандарты ISO

Международная организация по стандартизации является официальной межправительственной организацией, стандарты которой нацелены на обеспечение международного сотрудничества и сокращение технических барьеров. Членами ISO являются национальные органы стандартизации стран-участниц. Использование стандартов ISO является обязательным для стран-членов Всемирной торговой организации (ВТО), в которую собирается вступать и Россия.

В области геоинформатики стандарты ISO создаются Техническим комитетом 211 (ISO/TC211) "Географическая информация / Геоматика". Все стандарты этого направления объединены в общую серию под названием ISO 19100 (некоторые из них до этого имели другие номера). Сейчас в этой серии 43 "номерных" проекта (191101–19143), среди которых 27 действующих международных стандартов и официальных отчетов (на январь 2006 г.), остальные – в разработке, за исключением нескольких отмененных проектов (поэтому в нумерации имеются пробелы).

Cтандарты ISO являются необходимой, но не достаточной основой для построения ИПД и ее частей. Они описывают концепции геоинформатики, но не описывают методы кодирования информации, структуру данных и протоколы взаимодействия. Они определяют общие принципы, а не конкретные решения. Они говорят, что надо делать, а не как делать. Вторую же задачу решают стандарты реализации, в разработке которых наиболее преуспел OGC, спецификации которого признаны самой ISO. Здесь пример успешного разделения труда между государственным и частным сектором: межгосударственная ISO занимается общими вопросами, а объединение коммерческих производителей OGC – вопросами программной реализации и взаимодействия программного обеспечения.

Основополагающими документами являются ISO 19101:2002 Geographic information – Reference model (модель стандартизации), 19103 Conceptual schema language (язык концептуальных схем (UML), используемый в текстах стандартов), 19106 Profiles (правила создания профилей стандартов), 19109 Rules for application schema (правила концептуального моделирования и построения схем приложений ГИС). Согласование терминологии в рамках серии 19100 осуществлялось в проекте 19104 Terminology, закрытом в конце 2005 г.

Наиболее известным стандартом серии 19100 является ISO 19115:2003 Metadata (Метаданные). Этот стандарт наиболее широко используется в ГИС-сообществе и принят в большинстве стран как национальный стандарт содержания метаданных пространственной информации, а также в международных организациях. Запись метаданных с помощью языка XML будет определяться будущим стандартом 19139 Metadata - XML schema implementation.

Принципы компьютерного представления географической информации задаются стандартами 19107 Spatial schema (пространственные характеристики объектов), 19108 Temporal schema (временные характеристики объектов), 19111 Spatial referencing by coordinates (пространственная привязка посредством координат), 19112 Spatial referencing by geographic identifiers (пространственная привязка посредством географических идентификаторов). Эти стандарты описывают не форматы и структуры географических данных, а гораздо более общие вопросы. Хотя для специалистов в области ГИС очевидно использование таких понятий как широта и долгота, проекция, точки, линии и полигоны, – правильно построенная система стандартов обязана явным образом определить все эти понятия и задать правила их использования для моделирования реального мира. Именно эта задача решается в этих стандартах.

В серии 19100 лучше всего разработаны концепции, связанные с объектным (векторным) представлением пространственной информации. Традиционно векторной ("дискретной") модели данных в ГИС противопоставляется растровая ("сплошная"). Но в серии 19100 вводится более общее понятие "покрытий", т.е. сплошного (непрерывного) представления, которое может быть реализовано разными способами. Среди них – полигональные покрытия, аналогичные покрытиям ARC/INFO, триангулированные сети (TIN) и собственно растры. Большинство стандартов этой области сейчас находятся в стадии разработки: 19101-2 Reference model -- Part 2: Imagery (модель стандартизации для изображений), 19115-2 Metadata - Part 2: Extensions for imagery and gridded data (дополнительные метаданные для изображений ДЗ и растров), 19129 Imagery, gridded and coverage data framework, 19130 Sensor and data models for imagery and gridded data (модели данных для изображений и растровых данных). Эти разработки ведутся на основе утвержденного в 2000 г. технического отчета 19121 Imagery and gridded data (изображения и растры), и к началу 2006 г. был утвержден только базовый стандарт 19123 Schema for coverage geometry and functions (схема для геометрии и функций покрытий).

Это направление не является приоритетным в TC211 и ориентировано, главным образом, на стандартизацию в области обмена данными дистанционного зондирования. В мире не так уж много поставщиков этих данных, и проблема взаимосовместимости не стоит так остро как области традиционных ГИС.

С самого начала серии разрабатывались стандарты качества. Сейчас утверждены 19105 Conformance and testing (соответствие и тестирование) и 19113 Quality principles (принципы оценки качества), 19114 Quality evaluation procedures (процедуры оценки качества), готовится 19138 Data quality measures (меры качества данных). Взаимосвязанным с качеством можно также считать стандарт 19122 Qualification and Certification of Personnel (квалификация и сертификация персонала в области геоинформатики).

Новое и быстро развивающееся направление в серии 19100 – услуги, связанные с местоположением (Location Based Services). Утверждены стандарты 19116 Positioning services (средства получения координат объектов) и 19133 LBS -- Tracking and navigation (слежение и навигация на основе веб-служб), готовятся 19132 LBS -- Reference model (модель стандартизации LBS), 19134 LBS -- Multimodal routing and navigation (интермодальная маршрутизация и навигация), 19141 Schema for moving features (схема для движущихся объектов).

Веб-службы – важная составляющая ИПД, и в серии 19100 также есть несколько посвященных им стандартов: утвержденные 19119 Services (веб-службы) и 19128 Web Map server interface (картографические веб-службы) и разрабатываемые 19136 Geography Markup Language (язык представления геоданных для обмена с веб-службами), 19142 Web Feature Service (векторные картографические веб-службы) и 19143 Filter encoding (фильтры отбора данных). Эти проекты во многом следуют за аналогичными разработками OGC, причем соответствующие спецификации OGC уже утверждены и используются в коммерческом ПО ГИС. Поэтому для ознакомления со стандартами в области географических веб-служб лучше сначала обратиться к работам OGC как более приоритетным и актуальным.

Прямой доступ к базам пространственных данных стандартизован в 19125 Simple feature access (доступ к простым объектам). Первая часть 19125-1 Common architecture описывает общую архитектуру, вторая, 19125-2 SQL option, – расширение языка SQL для работы с пространственными данными. Стандарт 19125 используется в современных коммерческих СУБД и реализуется многими производителями ПО ГИС для хранения геоданных в СУБД сторонних производителей.

Прочие стандарты серии: утвержденные 19110 Feature cataloguing methodology (методика построения каталога объектов местности), 19117 Portrayal (принципы отображения геоданных в виде карт), 19118 Encoding (кодирование), 19120 Functional standards (технический отчет о функциональных стандартах), 19127 Geodetic codes and parameters (геодезические коды и параметры), 19135 Procedures for item registration (процедуры регистрации и уникальной идентификации объектов) и разрабатываемый 19131 Data product specifications.

Среди стандартов ISO, не входящих в серию 19100, но тоже актуальных для ГИС-сообщества следует упомянуть:

ISO 6709:1983 Standard representation of latitude, longitude and altitude for geographic point locations (стандартное представление географических координат). ISO 8601:2000 Data elements and interchange formats -- Information interchange -- Representation of dates and times (стандартное представление дат и времен) – именно этот стандарт задает всё чаще встречающийся глобальный формат дат.

В ISO есть и другие технические комитеты, разработки которых имеют отношение к географической информации: TC 204 Intelligent Transport Systems (маршрутизация, навигация, управление парком транспортных средств), TC 20 Aircraft and space vehicles (воздушные и космические летательные аппараты), TC 23 Tractors and machinery for agriculture and forestry (лесное и сельское хозяйство), TC 69 Applications of statistical methods (геостатистика), TC 82 Mining (горное дело и геология), TC 154 Processes, data elements and documents in commerce, industry and administration (бизнес-процессы и документооборот), TC 184 Industrial automation systems and integration (системы управления производством). Помимо прикладных направлений, разработки TC 211 увязываются со стандартами компьютерных технологий вообще (комитеты JTC 1, TC 46, TC 130).

 

Спецификации OGC

 

Открытый геопространственный консорциум (Open Geospatial Consortium, OGC), называвшийся ранее Консорциумом открытых ГИС (OpenGIS Consortium), является негосударственной некоммерческой организацией, созданной ведущими компаниями-разработчиками программного обеспечения и аппаратуры в области геоинформатики и дистанционного зондирования. Многие конкурирующие компании (ESRI, Intergraph, MapInfo и др.) объединили свои усилия в нем с целью достижения совместимости своих разработок. Эта совместимость необходима для свободного обмена геоинформацией и создания стандартной среды взаимодействия ПО ГИС различных разработчиков. Основная задача OGC – разработка технических требований (спецификаций) к программным системам, обеспечивающих возможности взаимодействия.

OGC отличается от ISO не только типом участников. Спецификации OGC утверждаются методом консенсуса (в ISO – голосованием), их "исполнение" – для всех сугубо добровольное. Более компактная структура и менее сложная процедура разработки спецификаций по сравнению со стандартами ISO позволяет OGC быстрее реагировать на потребности рынка геоинформатики, вести более гибкую политику разработки спецификаций. Благодаря всем этим факторам OGC значительно преуспел в создании работоспособных и промышленно признанных требований к ПО ГИС и находится здесь далеко впереди ISO. Поскольку в России широко используется ПО компаний-членов OGC, спецификации этого консорциума оказываются актуальны и для российских пользователей и разработчиков геоинформационных систем. Более того, ISO склоняется не к собственной разработке стандартов реализации, а к заимствованию спецификаций OGC. Так что эти спецификации в любом случае дойдут и до нас – и через ПО ГИС, и через международные стандарты.

Помимо спецификаций реализации (Implementation Specifications, IS), в OGC создаются документы и других типов. Есть модель стандартизации OGC Reference Model (ORM), абстрактные спецификации (Abstract Specifications, AS) и другие документы, представляющие интерес, главным образом, участникам процесса разработки в OGC. Спектр типов документов постоянно расширяется, отражая расширение поля деятельности OGC. Все документы идентифицируются годом и сквозным номером в пределах года, а также сокращенным названием и номером версии. В архиве OGC имеются сотни документов, и идентификация по номерам позволяет их упорядочить. Но реально удобнее работать с названием и номером версии. На сайте OGC имеется каталог архива и средства выборки документов по типу и текущему статусу.

В отличие от стандартов ISO, проходящих формализованный жизненный цикл, включающий официальное утверждение и публикацию, спецификации OGC используются "потребителями" до формального утверждения, как "живые" документы. Пересмотр стандартов ISO выполняется раз в несколько лет, а спецификации OGC могут обновляться несколько раз в год. Этот процесс также упорядочен моделью стандартизации. Спецификации корректируются и дополняются в разумных пределах, а наиболее известные из них весьма стабильны и используются в разработке международных стандартов.

Из всех спецификаций OGC мы рассмотрим лишь несколько наиболее важных: WMS, WFS, WMC, CAT, GML, SF, SLD.

Web Map Service (WMS) – спецификация интерфейса картографических веб-служб, выдающих клиентскому приложению растровое изображения карты, сформированное на основе его запроса. Это наиболее известная и широко используемая спецификация OGC. Интерфейс WMS очень прост – в спецификации предусмотрены всего три вида запросов - GetCapabilities, GetMap и GetFeatureInfo. Из названий нетрудно догадаться, что в ответ на них служба возвращает свои характеристики, сгенерированную карту или атрибуты указанного объекта. Взаимодействие с WMS осуществляется на языке XML, запросы и ответы передаются по протоколу HTTP. Таким образом, WMS позволяет легко встраивать интерактивные карты в веб-страницы любого сайта. Причем сама служба может находиться на чужом сервере и не иметь прямого отношения к автору этого сайта. В возможности использования чужих ресурсов (если не запрещено владельцем) – фундаментальное свойство Интернета и всемирной паутины. А картографические веб-службы позволяют расширить виды встраиваемых ресурсов еще и интерактивными картами. WMS для визуализации карты обычно использует те условные знаки, которые предусмотрел создатель службы. Поскольку изображение карты отрисовывается на сервере, у пользователя нет прямой возможности менять условные знаки. Для решения этой проблемы разработана спецификация Styled Layer Descriptor (SLD), которая позволяет пользователю передать на сервер собственные условные знаки для отрисовки карты в WMS.

Web Feature Service (WFS) – другой вид картографической веб-службы, возвращающей, в отличие от WMS, набор векторных объектов. Формат представления объектов – текст на Языке географической разметки (Geography Markup Language, GML). Сам GML является отдельной спецификацией OGC. Назначение WFS – дать клиентскому приложению возможность создавать многослойные карты, в которых слои берутся из разных источников. Растровые изображения WMS не прозрачны, поэтому вы не можете наложить изображение от одной WMS-службы поверх другой. А вот векторы WFS вполне для этого пригодны. Очевидно, что цена этому – усложнение клиентского приложения, которое должно уметь отобразить эти векторные данные. Кроме того, WFS не может полноценно заменить множество слоев WMS, т.к. даже не очень большое количество векторных объектов в формате GML занимает объем, соизмеримый с объемом растрового изображения той же карты. Поэтому эти два вида служб оптимально использовать в паре: WMS – для отображения базовой карты, WFS – для оперативной графики поверх нее (например, маршруты или выделенные объекты).

Сами по себе картографические веб-службы после выполнения каждого запроса не сохраняют у себя никаких параметров этих запросов. Хранение этих параметров потребовало бы значительных ресурсов сервера (пропорционально числу одновременно обращающихся пользователей), что не приемлемо в условиях массового использования этих служб. Все параметры хранятся в клиентском приложении, и для их стандартного хранения и обмена разработана спецификация документа карты Web Map Context Documents (WMC). Эти документы хранят ссылки на веб-службы, состав и параметры отображения слоев в пользовательском приложении. Передача такого документа позволяет адресату увидеть карту именно в том виде, в каком ее хотел показать автор документа.

Web Coverage Service (WCS) – служба, аналогичная WFS, но ориентированная на передачу "покрытий" – сплошных распределений какого-либо признака в пространстве. Она также позволяет дополнить картографические изображения WMS слоями нового типа, которые можно сочетать с базовой картой.

Catalog Interface (CAT) – спецификация схемы каталога геоинформационных ресурсов и протоколов доступа к нему. Доступ к каталогу может осуществляться из различных приложений для поиска геоинформационных ресурсов и просмотра их характеристик. Эта спецификация является одной из важнейших в инфраструктуре пространственных данных, так как ИПД это, прежде всего, среда для обмена геоинформацией, а каталоги необходимы для ее поиска. Спецификация описывает использование протоколов Z39.50, CORBA/IIOP, HTTP (известное как Catalogue Services for the Web, CSW).

Несколько спецификаций с общим названием Simple Features задают правила сетевого доступа к базам пространственных данных посредством SQL (SFS), CORBA (SFC), OLE/COM (SFO). Общая архитектура описана в спецификации Simple feature access - Part 1: Common architecture (SFA). Этим спецификациям соответствуют несколько стандартов ISO, упомянутых выше. Наибольшее признание получила SFS – геопространственное расширение языка SQL, реализованное в СУБД ряда крупнейших производителей под разными названиями, включающими слово "spatial". Это позволило ряду производителей ПО ГИС реализовать серверное хранение геоданных без необходимости разработки собственных серверных продуктов.

Упомянем также другие спецификации OGC, которые могут представлять интерес при развитии ИПД:

Coordinate Transformation Services (CT) – службы преобразования координат;

Filter Encoding (Filter) – правила определения критериев для выборки пространственных объектов;

группа спецификаций OpenGIS Location Services (OpenLS) – службы поддержки услуг, связанных с местоположением;

OWS Common Recommendation Paper (OWS common) – общая модель веб-служб OGC;

Recommended XML Encoding of CRS Definitions (XML for CRS) – кодирование систем координат на XML;

Эти дискуссионные документы позволяют увидеть направления развития веб-служб, как их себе представляют участники OGC Web Processing Service (WPS) – веб-службы геообработки;

Web 3D Service (Web3D) – веб-службы трехмерной визуализации;

Imagery Metadata (IMGM) – стандартное XML-кодирование метаданных изображений;

Geospatial Portal Reference Architecture (Portal Architecture) – стандартная архитектура геоинформационных порталов;

Geolinking Service (GLS) – географическое связывание, позволяющее в реальном времени отображать на картах WMS данные из непространственных БД, содержащих ссылки на географические объекты;

GML in JPEG 2000 for Geographic Imagery (GMLJPEG) – встраивание информации на GML в файлы формата JPEG 2000.

 

Ситуация в России

Ситуация в России пока складывается заметно хуже. Разработки стандартов в области геоинформатики ведут Технический комитет 394 "Географическая информация / геоматика" Ростехрегулирования на базе ЦНИИГАиК (Роскартография), а также Подкомитет 51 "Геоинформационные технологии" Технического комитета 22 "Информационные технологии" на базе 29-го НИИ Министерства обороны РФ. Эти разработки противоречат друг другу, причем стандарты обоих направлений оказались не актуальны за стенами организаций-разработчиков. В целом, они отстают от общемирового уровня, не поддерживают рынок геоинформатики, не учитывают массового присутствия импортных ГИС-продуктов в России, не образуют целостную систему стандартизации в области геоинформатики.

Отечественные разработчики уделяют наибольшее внимание лишь общим вопросам и терминологии. За прошедшие 30 лет технологии значительно продвинулись, и сейчас очевидно, что все эти стандарты сильно устарели:

ГОСТ 21002-75 "Фототопография. Термины и определения"

ГОСТ 21667-76 "Картография. Термины и определения"

ГОСТ 22268-76 "Геодезия. Термины и определения"

ГОСТ 28441-99 "Картография цифровая. Термины и определения"

Разработки ТК 394 последних лет ориентированы не столько на развитие геоинформатики, как подотрасли информационных технологий, сколько на использование программного обеспечения в подготовке цифровых эквивалентов традиционных бумажных топографических карт:

ГОСТ Р 51605 2000 "Карты цифровые топографические. Общие требования"

ГОСТ Р 51606-2000 "Карты цифровые топографические. Система классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие требования"

ГОСТ Р 51607-2000 "Карты цифровые топографические. Правила цифрового описания картографической информации. Общие требования"

ГОСТ Р 51608-2000 "Карты цифровые топографические. Требования к качеству"

ГОСТ Р 52155-2003 "Географические информационные системы федеральные, региональные, муниципальные. Общие технические требования"

Разработки ТК 22 / ПК 51 являются наследием другого направления – электронных систем наведения ракет и военной навигации (видимо, поэтому у них карты "электронные", а не "цифровые"):

ГОСТ Р 50828 95 "Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования"

ГОСТ Р 51353-99 "Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание"

ГОСТ Р 52055-2003 "Геоинформационное картографирование. Пространственные модели местности. Общие требования"

ГОСТ Р 52293-2004 "Геоинформационное картографирование. Система электронных карт. Карты электронные топографические. Общие требования"

Инфраструктура пространственных данных ориентирована на другие цели – сетевое взаимодействие (главным образом через Интернет) и использование веб-служб. Пока же российские законодательство и стандарты препятствуют их развитию.

К 2005 г. ФГУП Госгисцентр подготовил 6 проектов новых стандартов, один из которых представляет собой национальный профиль ISO 19115 (метаданные). Впервые к подготовке этих проектов были привлечены эксперты сторонних организаций, активно действующих на геоинформационном рынке России. И впервые готовые проекты подверглись открытому общественному обсуждению, в ходе которого представители многих организаций высказали свои замечания и предложили поправки. После обсуждения и корректировки, в конце 2005 г. эти проекты были утверждены:

ГОСТ Р 52438-2005 Географические информационные системы. Термины и определения.

ГОСТ Р 52439-2005 Модели местности цифровые. Каталог объектов местности. Требования к составу.

ГОСТ Р 52440-2005 Модели местности цифровые. Общие требования.

ГОСТ Р 52571-2006 Географические информационные системы. Совместимость пространственных данных. Общие требования.

ГОСТ Р 52572-2006 Географические информационные системы. Координатная основа. Общие требования.

ГОСТ Р 52573-2006 Географическая информация. Метаданные.

Новые проекты гораздо больше соответствуют современному уровню геоинформационных технологий, но все равно не учитывает главное – смену географической парадигмы. ISO и OGC давно это осознали и начали развивать направление именно геоинформатики как целостной системы методов и знаний в рамках информационной технологии. По всему миру эксперты заявляют, что сейчас нет смысла тратить силы и средства на собственные разработки стандартов, когда уже можно использовать знания и опыт, сосредоточенные в международных проектах. Национальные органы стандартизации многих стран активно переходят от полностью самостоятельных разработок к участию в разработке международных стандартов и утверждению их на национальном уровне.

 

Термины и определения основных понятий

Термины и определения, устанавливаемые данным стандартом, предназначены для использования во всех видах документации и литературы по геоинформатике и ГИС, входящих в сферу работ по отраслевой стандартизации высшей школы, и рекомендуются для применения в научно-технической, справочной и учебной литературе, используемой в системе Минобразования России. Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Геоинформатика (Geoinformatics).

Научно-технический комплекс, объединяющий одноименную отрасль научного знания, технологию и прикладную (производственную) деятельность, которые связаны со сбором, хранением, обработкой и отображением пространственных (географических) данных, а также с проектированием, созданием и эксплуатацией ГИС.
Географическая информационная система (ГИС) - Geographic Information System(GIS).

Совокупность технических, программных и информационных средств, обеспечивающих ввод, хранение, обработку, математико- картографическое моделирование и образное интегрированное представление географических и соотнесенных с ними атрибутивных данных для решения проблем территориального планирования и управления.
Географические данные - Geographic data
Синонимы: Пространственные данные - Spatial Data, Геоданные -Geodata
Набор данных, которые индивидуально или в определенной совокупности определяют географическое положение и форму реальных пространственных объектов.
Реальный пространственный объект - Spatial Entity Object
Синоним - Географический объект (Geographic Entity)
Любой конкретный или абстрактный объект реального мира, который может быть определен однозначным содержанием и границами и описан в ГИС в виде набора геоданных.
Геокод - Geocode
Кодовое значение (сочетание символов), присвоенное пространственному объекту, которое отражает информацию о географическом положении объекта и используется для доступа к данным ГИС, относящимся к этому объекту.
Атрибутивные данные - Attribute Data
Качественные или количественные (неграфические) данные, представленные в виде свойств или характеристик, относящихся к определенному пространственному объекту базы данных ГИС.
Модель геоданных - Geodata Model
Формализованная система представления географических данных в ГИС.
Векторная модель географических данных - Vector Geographic Data Model
Способ представления географических данных в базе данных ГИС в виде задания пар прямоугольных координат точек (X,Y), которые определяют начало и направление вектора (элементарную дугу). Последовательность дуг образует линейный пространственный объект данных ГИС. Каждый линейный объект определяется упорядоченным набором пар координат точек. В свою очередь, набор замкнутых линейных объектов образует полигон - площадной пространственный объект базы данных ГИС.
Растровая модель географических данных - Raster Geographic Data Model
Способ представления географических данных в базе данных ГИС в виде равномерной ячеистой структуры, формирующей прямоугольную матрицу, в которой каждый элемент принимает определенное значение, присущее реальному пространственному объекту.
Электронная карта - Electronic Map
Векторная или растровая общегеографическая или тематическая карта, сформированная на машинном носителе (оптическом диске).
Электронный атлас - Electronic Atlas
Тематически и логически структурированная система электронных карт, созданная по единой программе и поддерживаемая с помощью специализированных программных средств как целостное картографическое произведение определенного назначения.
Цифровая карта - Digital Map
Цифровое выражение векторного или растрового представления общегеографической или тематической карты, записанное в определенном формате, обеспечивающем ее хранение, редактирование и воспроизведение.
Геокодирование - Geocoding
Перевод географических координат, описывающих местоположение и форму реального пространственного объекта, в набор прямоугольных координат или элементов-ячеек равномерной сети.
Регулярная сеть - Regular Grid
Способ организации географических данных в базе данных ГИС в виде множества равных по размерам и территориально сопряженных элементов-ячеек, упорядоченных в виде строк и столбцов. Географическое местоположение каждого элемента (X,Y) определяется порядковыми номерами соответствующих строки и столбца.
Нерегулярная триангуляционная сеть - Triangulated Irregular Network (TIN)
Структура организации географических данных, описывающая трехмерную земную поверхность в виде связанных между собою общими вершинами и сторонами непересекающихся треугольников неправильной формы. Каждый треугольник сети определяется тремя координатами (X,Y,Z) его вершин.
Цифровая модель местности - Digital Terrain Model (DTM)
Цифровая форма представления земной поверхности в виде сети (матрицы) высот или списка трехмерных координат X,Y,Z.
Цифровая модель рельефа - Digital Elevation Model (DEM)
Файл значений высотных отметок, приуроченных к узлам достаточно мелкой регулярной сети и организованных в виде прямоугольной матрицы, представляющей собой цифровое выражение высотных характеристик рельефа на топографической карте.
Трехмерная (пространственная) модель - 3D (Spatial) Model
Наглядная и измеримая цифровая модель местности, построенная в системе координат X,Y,Z в соответствии с заданными условиями пространственной ориентации относительно наблюдателя.
Географическая база данных - Geographic Database
Совокупность цифровых географических данных (картографических слоев или покрытий) и соотнесенных с ними атрибутивных данных, организованных с целью их эффективного хранения и использования в ГИС.
Картографическая база данных, База картографических данных - Map Database
Концептуально, логически и физически взаимосвязанный набор картографических слоев, в цифровой (векторной или растровой) форме характеризующих местоположение и форму реальных пространственных объектов (в виде точек, линий, полигонов, элементов регулярной или триангуляционной сети) и связанных с атрибутивными данными об этих объектах.
Метаданные пространственных данных - Spatial Metadata
Данные, описывающие содержание, объем, положение в пространстве, качество и другие характеристики и свойства пространственных (географических) данных.
Картографический слой - Map Layer, Map Overlay
Интегрированный набор географических данных, представляющих определенный тип реальных пространственных объектов или их совокупность, объединенную по общему признаку или его конкретным значениям.
Покрытие - Coverage
Цифровая модель карты, формирующая единицу хранения векторной базы картографических данных ГИС. Покрытие хранит географические объекты первичного уровня (точки, дуги, узлы, полигоны) и вторичного уровня (координаты углов, аннотации и проч.).
Точка - Point
Элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС нулевой размерности, который определяет местоположение точечного реального пространственного объекта.
Дуга - Arc
Элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС, который определяет местоположение соответствующего линейного реального пространственного объекта или его части, а также границы полигона или ее фрагмента.
Полигон - Polygon
Элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС, который определяет местоположение соответствующего площадного реального пространственного объекта.
Линейно-узловая топология - Arc-Node Topology
Синоним - Векторная топология (Vector Topology)
Пространственные отношения разного уровня между связанными или примыкающими друг к другу геометрическими элементами одного покрытия или слоя (точками, дугами, полигонами), позволяющие формально описывать геометрическую форму пространственных объектов в базе данных ГИС и осуществлять их анализ и перестройку только за счет топологической информации, без обработки координатных данных.
Модель картографирования - Mapping Model
Формализованная схема, описывающая процесс многократного комбинирования и сопряженного анализа картографических слоев в ГИС, в результате которого синтезируется новая карта.
Геоинформационное картографирование - Geoinformation Mapping
Автоматизированное создание и применение карт на основе ГИС и баз картографических данных и знаний.
Автоматизированное картографирование - Automated Mapping
Процесс составления карт при помощи графических устройств (графический дисплей, плоттер), управляемых ЭВМ, и специализированного программного обеспечения.
Система автоматизированного картографирования - Computer- aided mapping (CAM) system
Автоматизированная система, которая помогает оператору осуществлять стандартные процедуры картографирования - проектирование, составление, редактирование, оформление и печатание карт.
Базовая пространственная единица - Basic Spatial Unit (BSU)
Синоним - Единица картографирования (Mapping Unit)
Элементарный объект, обладающий набором одинаковых свойств в контексте выбранной классификации.
Пространственный запрос - Spatial Query
Синоним - Картографический запрос (Map Query)
Процесс выборки информации из базы данных ГИС, основанный на запросах, подразумевающих установление местоположения объектов или пространственных отношений между ними с помощью цифровой карты.

 

Заключение

 

Сегодня стандарты являются неотъемлемой составляющей информационных технологий. Они не только создают условия совместимости программных продуктов и возможности взаимодействия информационных систем в различных отраслях, но и содержат ценный опыт ведущих экспертов, который вы можете использовать в своих ГИС-проектах. При этом совсем необязательно сразу тратить большие деньги на приобретение полных текстов стандартов и большое время на их изучение. В любом случае лучше начать с обзорных и сравнительных публикаций, выпускаемых как самими организациями по стандартизации, так и независимыми организациями и специальными рабочими группами.

 

Список использованной литературы

 

1. "Книга рецептов Глобальной инфраструктуры пространственных данных" (GSDI Cookbook) – http://www.gsdi.org/gsdicookbookindex.asp.

2. http://www.gisa.ru/20729.html

3. "Эталонная модель геопространственной взаимосовместимости" (Geospatial Interoperability Reference Model) — http://gai.fgdc.gov/girm

4. "Стандарты геоданных по всему миру" — http://ncl.sbs.ohio-state.edu/ica/3_spatial.html

5. Стандартизация и управление качеством продукции: Учебник для вузов/В.А. Швандар, В.П. Панов, Е.М. Купряков и др.; Под ред. Проф. В.А. Швандара. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. – 487 с.

6. Закон Российской Федерации «О стандартизации» от 10 июня 1993 г. № 5154 – 1 // Ведомости СНД и ВС РФ, 24 июня 1993 г., № 25.

7. ГОСТ Р 1.0 – 92. Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения.