1. 12 Инфраструктура пространственных данных

Сущность инфраструктуры пространственных данных

Инфраструктура пространственных данных (ИПД) – это система базовых пространственных данных и метаданных, организационных структур, механизмов правового регулирования, методической базы, технологий и технических средств, обеспечивающая широкий доступ к национальным пространственным ресурсам, эффективное использование пространственных данных гражданами, организациями и органами власти и самоуправления.

Это комплекс, включающий технологии, общие стандарты, финансовые и человеческие ресурсы, а также связанные с ними действия, необходимые для сбора, обработки, распространения, использования, поддержания и сохранения пространственных данных.

Основными целями создания ИПД является формирование единого территориального информационного пространства, обеспечение быстрого и эффективного поиска, информационного взаимодействия потребителей и поставщиков геинформации, использование геоинформации в системах поддержки принятия решений, системах управления территориями, отраслевых территориальных системах.

Предпосылки создания ИПД

Необходимость создания ИПД обусловлена тем, что многие годы информационная деятельность осуществлялась при отсутствии единых правил и технических требований к геоинформации. В результате этого, данные представлены с разным содержанием, в разных масштабах, структурах и форматах, с разной степенью точности и детальности, базы данных пространственно разнесены, поиск необходимой информации затруднен или вообще невозможен, не налажены каналы информационного обмена, геоинформация в большинстве случаев недоступна широкому кругу пользователей.

Впервые, идея создания инфраструктуры пространственных данных (Spatial Data Infrastructure - SDI) была определена в указе Президента США Билла Клинтона в 1994 году: «Географическая информация крайне важна для экономического развития, разумного управления природными ресурсами и защиты окружающей среды. В настоящее время современные технологии позволяют совершенствовать сбор, передачу и использование географических (или геопространственных) данных и картографирование. ... Исполнительная власть [должна] развивать ….согласованную инфраструктуру пространственных данных……..чтобы поддержать использование геопространственных данных как обществом в целом, так и частными лицами в таких сферах, как транспорт, общественное развитие, сельское хозяйство, ликвидация чрезвычайных ситуаций, охрана окружающей среды и информационные технологии».

Термин SDI используется «для наименования технологий, принципов, организационных мероприятий, финансовых и человеческих ресурсов, которые способствуют получению, дополнению и эффективному использованию географических данных» (Руководство по созданию глобальной инфраструктуры пространственных данных, 2006 год). SDI обеспечивает возможность получения, дополнения и применения пространственных данных для политиков, топографов, управляющих, граждан и их организаций. Технологии SDI состоят из комплекса услуг по передаче данных, которые поставляют географические данные и их атрибуты. Услуги и данные документируются при помощи мета-данных, которые в свою очередь предлагают средства для обнаружения визуализации и оценки данных через сеть.

В Европе по инициативе Европейского Союза организованы работы по созданию INSPIRE ( Infrastructure for Spatial Information in Europe) - Европейской инфраструктуры пространственных данных. В задачу INSPIRE входит создание расширенной сети баз данных на местном, национальном и европейском уровнях. Каждая база данных должна управляться таким образом, чтобы обеспечивать информациями и услугами, необходимыми как отдельным странам, так и Европейскому Союзу. При этом, базы данных должны отвечать общепринятым стандартам и протоколам для достижения операционной совместимости.

В России аналогичные работы ведутся в направлении создания информационной инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации, а также региональных ИПД.

Стандарты в ИПД

Стандарты являются ключевым компонентом ИПД, поскольку задают правила взаимодействия участников информационного процесса. Для России базовыми являются три системы стандартов – Международной организации по стандартизации (ISO), Консорциума открытых ГИС (Open Geospatial Consortium - OGC) и российские стандарты.

Стандарты ISO в области геоинформатики призваны определять общие принципы ИПД и создаются в рамках отдельного направления "Географическая информация / Геоматика" - серия ISO 19100. В них регламентируются принципиальные положения по целому ряду составляющих геоинформатики: метаданным, пространственным характеристикам объектов, временным характеристикам объектов, пространственной привязки посредством координат, пространственной привязки посредством географических идентификаторов, применению векторных данных, применению растровых данных, применению моделей данных для изображений, оценке качества и т.д.

Большой раздел стандартов ISO 19100 посвящен средствам получения координат объектов, слежению и навигация на основе веб-служб, маршрутизации и навигация, схемам для движущихся объектов, картографическим веб-службам, языку представления геоданных для обмена с веб-службами, векторным картографическим веб-службам и др.

Стандарты OGC направлены на техническую реализацию основных принципов построения ИПД. Основная задача OGC – разработка технических требований (спецификаций) к программным системам, обеспечивающих возможности взаимодействия. Уже наработан целый ряд спецификаций, по факту используемых в коммерческих программных продуктах в области ГИС, в том числе наиболее широко известные:

• Web Map Service (WMS) – спецификация интерфейса картографических веб-служб, выдающих клиентскому приложению растровое изображения карты, сформированное на основе его запроса;

• Feature Service (WFS) – другой вид картографической веб-службы, выдающих наборы векторных объектов;

• Web Coverage Service (WCS) – служба, ориентированная на передачу "покрытий" – сплошных распределений какого-либо признака в пространстве и позволяющая дополнять 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, который может осуществляться из различных приложений для поиска геоинформационных ресурсов и просмотра их характеристик;

• SFS – геопространственное расширение языка SQL;

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

Российские стандарты ИПД

В России применительно к задаче создания национальных ИПД (РИПД) можно отнести ряд стандартов рекомендательного характера, созданных и утвержденных в последние годы:

• 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"

• ГОСТ Р ИСО 19105-2003 "Географическая информация. Соответствие и тестирование"

• ГОСТ Р ИСО 19113-2003 "Географическая информация. Принципы оценки качества"

• 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.