Лекція 15. "Застосування міжнародних і національних стандартів при проведенні геоезичних робіт у землеустрої"

1. Загальні поняття по стандарти у землеустрої

    Нові технології у геодезії ґрунтуються на базах цифрових картографічних даних і на сучасних цифрових методах топографо– геодезичних і GPS–вимірювань, дистанційного зондування Землі, цифрової фотограмметрії тощо. Це зумовило виникнення й розвиток цифрового картографування, середовищем функціонування та результатом якого є бази цифрових тематичних даних. Такі бази стають новим видом продукції, якe використовують, також і для автоматизованого проектування в задачах землеустрою. Геодезичні дані у цифрових форматах розглядаються не як електронні копії карт та планів, а як самостійний інформаційний ресурс у вигляді баз даних та баз знань про просторові й атрибутивні характеристики об'єктів і явищ усієї геодезичної системи. Завдяки розширенню сфери застосування цифрових методів у різноманітних проектах бази геодезичних даних стають основним видом просторового забезпечення.

    Формування національної інфраструктури просторових даних (НІПД) стало розділом програми розвитку топографо-геозедичної діяльності та національного картографування в Україні на 2002-2010 pоки, розроблення якої передбачено Указом Президентом України від 1 серпня 2001 року № 575/2001 "Про поліпшення картографічного забезпечення державних та інших потреб в Україні". В Указі до найважливіших програмних завдань віднесено, зокрема, "створення із залученням провідних наукових і виробничих центрів національної та спеціальних інформаційних систем, а також інформаційних банків і баз геодезичних 2 даних для потреб управління та інших потреб на загальнодержавному, регіональному й місцевому рівнях, забезпечення доступу до них відповідно до законодавства заінтересованих підприємств, установ і організацій, вчених та інших громадян". Отже, поставлене завдання повністю відповідає національним і міжнародним ініціативам, спрямованим на формування інфраструктури просторових даних сільськогосподарських територій, і без створення такої системи воно не може бути виконане.

    У Постанові Кабінету Міністрів України від 16.01.2003 року № 37 "Про затвердження Державної науково-технічної програми розвитку топографо–геодезичної діяльності та національного картографування на 2003–2010 роки" зазначається, яка у розробках цифрових систем використовуються в основному інструментальні програмні засоби іноземного виробництва. Тому необхідно створити національну інфраструктуру просторових даних, що забезпечувала б можливість взаємовигідного використання відповідних відомостей аналогічних інфраструктур країн ЄС та інших зарубіжних держав.

    Стандарти – це одна з ключових складових інфраструктури геопросторових даних (ІГД), що є невід’ємною частиною сфери геодезії, картографії й землеустрою. Вони задають тан і правила взаємодії учасників, без яких ця взаємодія неможлива. Актуальними нині є стандарти Міжнародної організації з стандартизації (ISO) та Консорціуму відкритих ГІС (Open Geospatial Consortium, OGC).

    Стандарт –документ, що встановлює для загального і багаторазового застосування правила, загальні принципи або характеристики, які стосуються діяльності чи її результатів, із метою досягнення оптимального ступеня впорядкованості в певній галузі, розроблений у встановленому порядку на основі консенсусу.

    Міжнародний стандарт – це стандарт, прийнятий міжнародним органом стандартизації.

    Міжнародна організація зі стандартизації – офіційна міжурядова організацієя, стандарти якої спрямовані на забезпечення міжнародного співробітництва і скорочення технічних бар'єрів (політичні, соціальні тощо – поза її компетенцією). Членами ISO є національні органи стандартизації країн-учасниць. Використання стандартів ISO обов'язкове 3 для країн–членів Всесвітньої торговельної організації (ВТО), членом якої нещодавно стала й Україна.

    В галузі тематичної інформації стандарти ISO створюються Технічним комітетом 211 (ISO/TC211) "Географічна інформація / Геоматика". Усі стандарти цього напрямку об'єднані в загальну серію за назвою ISO 19100 (деякі з них до цього мали інші номери). Тепер у вказаній серії 43 "номерних" проекти (191101–19143), серед яких 27 діючих міжнародних стандартів і офіційних звітів (на січень 2006 р.), інші – у розробці, за винятком кількох скасованих проектів (тому в нумерації містяться пропуски).

    Треба відразу зазначити, що стандарти ISO – необхідна, але недостатня основа для побудови ІГД та її частин. Вони описують концепції геоінформатики, але не описують методів кодування інформації, структури даних і протоколів взаємодії. Ці стандарти визначають загальні принципи, а не конкретні рішення. Можна сказати, що вони рекомендуюють, що треба робити, а не як робити.

    Інше ж завдання розв’язують стандарти реалізації, в розробці яких найбільше успіхів досяг OGC, його специфікації визнані самою ISO. У даному разі ми бачимо приклад успішного поділу праці між державним і приватним секторами: міждержавна ISO займається загальними питаннями, а об'єднання комерційних виробників OGC – питаннями програмної реалізації та взаємодії програмного забезпечення.

2. Застосування міжнародних і національних стандартів при проведенні геодезичних робіт в Україні

    Основними документами є ISO 19101:2002 Geographic information – Reference model (модель стандартизації) (В подальших згадуваннях стандартів серії ISO 19100 слова "Geographic information" і префікс "ISO" для стислості опущені), 19103 Conceptual schema language (мова концептуальних схем (UML), використовуваний у текстах стандартів), 19106 Profiles (правила створення профілів стандартів), 19109 Rules for application schema (правила концептуального моделювання і побудови схем додатків ГІС). Термінологія в рамках серії 19100 узгоджувалася в проекті 19104 Terminology, завершеному наприкінці 2005 року.

    Найвідомішим стандартом серії 19100 є ISO 19115:2003 Metadata (Метадані). Його найбільше використовують, і він прийнятий у багатьох країнах як національний стандарт змісту метаданих просторової інформації, а також у міжнародних організаціях. Запис метаданих за допомогою мови XML визначатиметься майбутнім стандартом 19139 Metadata - XML schema implementation.

    На відміну від стандартів ISO, що проходять формалізований життєвий цикл, який включає офіційне затвердження і публікацію, специфікації OGC використовуються "споживачами" до формального затвердження, як "живі" документи. Стандартів ISO переглядаються один раз на кілька років, а специфікації OGC можуть оновлюватись кілька разів на рік. Природно, що цей процес також упорядкований моделлю стандартизації, специфікації коригуються і доповнюють в розумних межах, а найвідоміші з них, досить стабільні, використовують у розробці міжнародних стандартів.

    З усіх специфікацій OGC розглянемо найважливіші: WMS, WFS, WMC, CAT, GML, SF, SLD.

    Web Map Service (WMS) – специфікація інтерфейсу картографічних веб-служб, що відновлює растрове зображення карти, сформоване на основі його запиту. Це найвідоміша і найширше використовувана специфікація OGC. Інтерфейс WMS дуже простий – у специфікації передбачені всього три види запитів – GetCapabilities, GetMap і GetFeatureInfo. З назв неважко здогадатися, що у відповідь на них служба повертає свої характеристики, сформовану карту або атрибути зазначеного об'єкта. Взаємодія з WMS здійснюється мовою XML, запити і відповіді передаються за протоколом HTTP.

    Таким чином, WMS дає змогу легко вбудовувати інтерактивні карти у веб-сторінки будь-якого сайту. При цьому сама служба може знаходитися на сторонньому сервері і не мати прямого стосунку з автором цього сайту. Можливе використання сторонніх ресурсів (якщо не заборонено власником) – фундаментальна властивість Інтернету і всесвітньої павутини. А картографічні веб-служби дає змогу розширити види ресурсів, що доповнюються, ще й інтерактивними картами.

    Web Feature Service (WFS) – інший вид картографічної веб-служби, який повертає, на відміну від WMS, набір векторних об'єктів. Формат представлення об'єктів – текст мовою географічної розмітки (Geography Markup Language, GML). Сам GML є окремою специфікацією OGC. Призначення WFS – дати клієнтському додатку можливість створювати багатошарові карти, в яких шари одержують з різних джерел. Растрові зображення WMS не прозорі, тому не можна накласти зображення від однієї WMS-служби поверх іншої. А от вектори WFS цілком для цього придатні.

    Web Coverage Service (WCS) – служба, аналогічна WFS, але орієнтована на передачу "покриттів" – суцільних розподілів якої-небудь ознаки у просторі. Вона також дає можливість доповнити картографічні зображення WMS шарами нового типу, які можна з’єднувати з базовою картою.

    Catalog Interface (CAT) – специфікація схеми каталогу геодезичних ресурсів і протоколів доступу до нього. Доступ до каталогу може здійснюватися з різних додатків для пошуку інформаційних ресурсів і перегляду їхніх характеристик. Ця специфікація є однією з найважливіших в інфраструктурі просторових даних, тому що ІГД це, насамперед, середовище для обміну геодезичною інформацією, а каталоги необхідні для її пошуку. Специфікація описує використання протоколів Z39.50, CORBA/IIOP, HTTP (відоме як Catalogue Services for the Web, CSW).

    Національні стандарти – державні стандарти України, прийняті центральним органом виконавчої влади у сфері стандартизації та доступні для широкого кола користувачів.

    Проведення всебічної стандартизації у сфері геодезії, картографії та землеустрою обов’язково потребує наявності еталонної моделі для забезпечення комплексного і послідовного підходу.

    Стандарт ДСТУ ISO 19101:2002(E) – «Географічна інформація – еталонна модель» (Комплекс стандартів “Географічна інформація/ геоматика”) є порадником структурування цифрових стандартів для забезпечення універсального використання цифрової географічної інформації.

    Указаний стандарт входить до комплексу міжнародних стандартів ISO 19100 “Географічна інформація/геоматика”, які визначають моделі топографічних даних, їх адміністрування та геоінформаційні сервіси. Цей стандарт установлює загальні вимоги і принципи розробки й використання стандартів у сфері тематичної інформації. Еталонна модель, як і інші стандарти комплексу, забезпечує інтеграцію цифрових систем з інформаційними технологіями.

    Комплекс стандартів СОУ 751-00013735 0002:2009 – «Правила розроблення нормативних документів у сфері топографо-геодезичної та картографічної діяльності» встановлює правила розроблення, експертизи, погодження, затвердження, реєстрації, видання, внесення змін і скасування (далі – розроблення) нормативних документів – стандартів, кодексів усталеної практики та технічних умов (далі – НД), прийнятих Міністерством охорони навколишнього природного середовища України (нині Міністерство екології та природних ресурсів України) і Державною службою геодезії, картографії та кадастру у сфері топографо-геодезичної й картографічної діяльності.

    Вимоги вказаного стандарту є обов'язковими для виконання всіма суб'єктами сфери топографо-геодезичної та картографічної діяльності.

3. Питання для самоконтролю

1. Дайте визначення стандарту?

2. Як розшифровується поняття WMS?

3. Дайте визначення міжнародного стандарту?

4. Дайте визначення міжнародної організації зі стандартизації.

5. У чому полячягає суть стандарту ДСТУ ISO 19101:2002(E) – «Географічна інформація – еталонна модель»?

4. Питання на самостійну підготовку

1. Стагдарти, якими задаються принципи комп'ютерного представлення тематичної інформації 

2. Комплекс стандартів СОУ 742-33739540 0010:2010 «База топографічних даних»