Zadania wykonane w czasie realizacji projektu celowego nr 6 T C/06552

Transkrypt

1 Zadania wykonane w czasie realizacji projektu celowego nr 6 T C/06552 METODYKA i PROCEDURY INTEGRACJI, WIZUALIZACJI, GENERALIZACJI i STANDARYZACJI BAZ DANYCH REFERENCYJNYCH DOSTĘPNYCH W ZASOBIE GEODEZYJNYM i KARTOGRAFICZNYM ORAZ ICH WYKORZYSTANIA DO BUDOWY BAZ DANYCH TEMATYCZNYCH Joanna Bac-Bronowicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Andrzej Głażewski Dariusz Gotlib Paweł J. Kowalski Robert Olszewski Politechnika Warszawska Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 1

2 Wstęp W projekcie opracowano metodykę zapewnienia spójności danych oraz ograniczenia wielokrotnego gromadzenia i aktualizacji tych samych informacji topograficznych i tematycznych w Państwowym Zasobie Geodezyjnym i Kartograficznym (PZGiK) w Polsce, w różnych systemach informacji geograficznej (GIS). Niestety, z przyczyn organizacyjnych a zwłaszcza finansowych, nie jest na razie możliwe dla całego terytorium Polski utworzenie i utrzymanie w aktualności Bazy Danych Topograficznych o największym (zaprojektowanym obecnie) poziomie dokładności odpowiadającej mapom topograficznym w skali 1: Wychodząc naprzeciw zadaniom kierownictwa Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii, w zakresie utrzymania zasobów urzędowych na poziomie europejskich państwowych służb kartograficznych, zaproponowano rozwiązanie, które pozwoli na skrócenie czasu pozyskiwania danych dla całego obszaru kraju, jednocześnie zapewniając możliwości aktualizacji Wielorozdzielczej Baza Danych Topograficznych (WTBD). Aktualizację proponuje się wykonać pozyskując szczegółowe dane na tych terenach, gdzie jest to wymagane np. terenach przyszłych inwestycji czy zagrożonych powodzią. Istotą koncepcji WBDT dla całego obszaru Polski jest wyróżnienie dwóch poziomów uogólnienia pojęciowego (dwóch poziomów informacyjnych): pełnego (TBD1) i ograniczonego (TBD2), z zachowaniem jednego poziomu dokładności geometrycznej, odpowiadającego opracowaniom analogowym w skali 1: Zaprojektowana WBDT zawiera dane pochodzące z Bazy Danych Topograficznych (TBD) i Wektorowej Mapy Topograficznej nowej edycji (VMap L2+). Zaproponowano takie rozwiązanie, ze względu na fakt, że oba te produkty sporządzane są na podstawie tej samej ortofotomapy. WBDT w założeniu powinna także zawierać elementy możliwe do pozyskania z innych baz np. z Ewidencji Gruntów i Budynków (EGiB), z zastrzeżeniem aktualności i wymaganej dokładności tych danych. Przeznaczeniem WBDT jest też stanowienie podstawy topograficznej do opracowania innych systemów informacji geograficznej. Aby było to możliwe opracowano metodykę harmonizacji modelu pojęciowego wybranych baz danych tematycznych z PZGiK: Mapy Sozologicznej (SOZO), Mapy Hydrograficznej (HYDRO), a także - uspójnienia danych pochodzących z innych źródeł, takich jak: System Numerycznej Mapy Leśnej (SNML), mapa geośrodowiskowa i hydrogeologiczna (z Państwowego Instytutu Geologicznego) oraz rozważono dodatkowo inne możliwości integracji i harmonizacji w WBDT np. z grupami obiektów w Elektronicznej Mapie Nawigacyjnej (ENC). Opracowanie WBDT wymagało uspójnienia mechanizmów wymiany danych odniesionych przestrzennie z wielu rejestrów państwowych np. Państwowego Rejestru Nazw Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 2

3 Geograficznych (PRNG), Państwowego Rejestru Granic (PRG), Rejestru Jednostek Podziału Terytorialnego Kraju TERYT. W projekcie szczegółowo opracowano prototyp systemu informatycznego PRNG, umożliwiającego udostępnianie nazw geograficznych zgromadzonych w rejestrze, ich edycję i aktualizację. Wykorzystywanie wspólnych, łatwo dostępnych, identyfikatorów obiektów w bazach danych WBDT z jednej strony ograniczy ilość pracy wykonywanej przy ich tworzeniu, z drugiej - ułatwi ich integrację. Próby przeprowadzone w czasie wykonywana VMap L2+ i TBD, na zlecenie GUGiK i urzędów marszałkowskich biorących udział w projekcie, dowiodły praktycznie że stosowanie identyfikatorów z bazy PRNG nie podnosi kosztów wykonania, a korzyści są oczywiste. Ograniczony poziom informacyjny TBD2 odpowiadający pod względem uogólnienia pojęciowego opracowaniom w skali 1: zainspirował autorów do opracowania tzw. struktury użytkowej VMap L2 pierwszej edycji (VMap L2u). Konieczność przyjęcia VMap L2u do wypełnienia danymi WBDT na niższym poziomie informacyjnym, została wymuszona brakiem danych TBD1 lub TBD2 dla całego obszaru Polski (TBD1 i TBD2 nie można zastąpić elementami bazy danych obiektów topograficznych, gdyż TBD2 to koncepcja zasadniczo różna od idei warstwowego, rozłożonego na etapy, opracowania bazy danych obiektów topograficznych, dla obszaru całego kraju). Baza VMap L2u ma nie tylko znacznie uproszczoną charakterystykę atrybutową, spolszczone nazewnictwo klas i atrybutów (wzorowane na cywilnej mapie topograficznej tworzonej od 1998r.), ale jest także uspójniona topologicznie. Ponadto materiały dystrybucyjne VMap L2u przygotowano równolegle dla trzech środowisk GIS: ESRI, Intergraph i MapInfo, co ułatwia rozpowszechnianie danych w CODGiKu (Centralnym Ośrodku Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej) i WODGiKach (Wojewódzkich Ośrodkach Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej). Wykorzystując bazę danych topograficznych TBD (TBD2), jako podstawowe źródło danych referencyjnych należało także opracować takie algorytmy selekcji, generalizacji i symbolizacji, które umożliwiłyby wykorzystywanie tego zasobu danych na różnym poziomie szczegółowości treści. Warunkuje to opracowanie map w różnych skalach, dostosowując WBDT do wymagań systemów informacji geograficznej na poziomie regionalnym i krajowym, co zapewnia spójność opracowań w skalach mniejszych. W tym celu opracowano koncepcje oraz narzędzia informatyczne umożliwiające konwersje danych geometrycznych i opisowych między bazą danych TBD oraz VMap L2 a Bazą Danych Ogólnogeograficznych oraz częściową generalizację danych wynikowych osadzonych w strukturze Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO250) lub EuroRegionalMap (ERM) oraz EuroGlobalMap (EGM), z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 3

4 Numeryczny model terenu (NMT) jest niezbędną składową baz topograficznych. W projekcie opracowano koncepcję oraz narzędzia informatycznych umożliwiające tworzenie poprawnego topologicznie numerycznego modelu terenu zapisanego w strukturze TIN na podstawie plików zawierających dane pomiarowe zgromadzone w ramach realizacji projektów TBD, Systemu Identyfikacji Działek Rolnych (LPIS) i Systemu Monitoringu i Osłony Kraju (SMOK) i generalizację danych wysokościowych (numerycznego modelu terenu w formacie TIN utworzonego na podstawie bezpośrednich danych pomiarowych) z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych między elementami strukturalnymi rzeźby terenu. Końcowym etapem w opracowaniu WTBD była wizualizacja, wykorzystująca wiele elementów z linii technologicznej mapy topograficznej 1: w standardzie TBD. Kluczowym zadaniem stało się opracowanie zasad redakcji mapy w skali 1:50 000, zarówno do celów wizualizacji ekranowej jak i edycji. Zaproponowany zakres treści prezentacji bazy WTBD50 nie odbiega zasadniczo od wypracowanego wzorca polskiej kartografii topograficznej. Zaproponowano modyfikacje dotychczasowej systematyki kilku klas obiektów oraz szereg nowych znaków umownych, które zostały wymuszone przez nowe technologie cyfrowe. Było to równocześnie niezbędne w celu unifikacji prezentacji wykorzystującej różne źródła danych (głównie TBD oraz odmienną strukturalnie i treściowo VMap L2u). W projekcie analizowano także możliwość wykorzystania tzw. wolnego oprogramowania do wizualizacji danych topograficznych w środowisku narzędziowym GIS. Autorzy opracowali prototyp serwisu geoinformacyjnego udostępniającego dane referencyjne i tematyczne. Celem tego opracowania była zarówno możliwość popularyzacji cennych danych topograficznych i tematycznych pozostających w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym, jak i popularyzacja idei wykorzystania wolnego oprogramowania (ang. free software), umożliwiającego tanie i efektywne publikowanie danych geograficznych w Internecie. Autorzy opracowania podjęli się realizacji przykładowego geoserwisu wojewódzkiego z wykorzystaniem wolnego oprogramowania i standardów OGC (Open Geospatial Consortium). Opracowany serwis geoinformacyjny umożliwia dostęp do danych VMap L2u, baz SOZO i HYDRO, a także TBD1 i TBD2. Zastosowanie numerycznego modelu terenu (baza danych DTED2) umożliwia dodatkowo cieniowanie treści topograficznej i tematycznej, zaś wykorzystanie danych PRNG pozwala na podniesienie wartości informacyjnej map. Opracowana w projekcie koncepcja wielorozdzielczej bazy danych topograficznych, wykorzystująca materiały stanowiące zasób PZGiK, zapewnia optymalne wykorzystanie dostępnych obecnie baz topograficznych i umożliwia integrację innych opracowań wykonanych z zastosowa- Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 4

5 niem wieloaspektowych zasad tworzenia WBDT. Dotyczy to nie tylko zabezpieczenia praktycznych potrzeb związanych z planowaniem i realizacją inwestycji, prognoz oceny oddziaływania na środowisko przy pozyskiwaniu środków z funduszy unijnych czy zarządzaniem przy różnego rodzaju zagrożeniach, kryzysach i katastrofach, ale pozwala łączyć doświadczenia wielu dyscyplin dla wielowymiarowego projektowania różnego rodzaju przedsięwzięć regionalnych, krajowych i międzynarodowych. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 5

6 Zadanie 1. Opracowanie koncepcji wielorozdzielczej bazy referencyjnej o poziomie szczegółowości 1:10 000, 1: i 1: Harmonizacja modelu pojęciowego, koncepcja aktualizacji i zarządzania EGiB, TBD, VMAPL2 i BDO W ramach realizacji tego zadania w latach opracowano ogólną koncepcję wielorozdzielczej bazy danych topograficznych, a także metodykę harmonizacji baz danych referencyjnych tworzących zasób geodezyjny i kartograficzny. Opracowano również sposób wykorzystania bazy danych VMap poziomu drugiego, przekształconej do tzw. struktury użytkowej, umożliwiającej poprawną wizualizację kartograficzną i prowadzenie analiz przestrzennych w różnych środowiskach narzędziowych GIS w formie dostosowanej do potrzeb klientów CODGiK i WOD- GiK. Zdaniem wykonawców projektu celowego kluczowe znaczenie, dla rozwoju infrastruktury danych przestrzennych w Polsce ma zastosowanie spójnego modelu pojęciowego bazy danych topograficznych. Jak dotąd nie było spójnych mechanizmów wymiany danych odniesionych przestrzennie z wielu rejestrów państwowych np. Państwowego Rejestru Granic, Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych, Rejestru Jednostek Podziału Terytorialnego Kraju TERYT, Bazy Podziału Hydrograficznego Polski itd. Wprowadzenie jednej spójnej bazy danych topograficznych, opartej na danych z zasobu geodezyjnego i kartograficznego, może te sytuację zmienić, umożliwiając m.in. synchronizację tych rejestrów. Idea wielorozdzielczej bazy danych topograficznych została opisana w zadaniach 1.4/2006 oraz 1.1/2008 w raportach rocznych z wykonania projektu (spis zadań wykonanych w poszczególnych latach). Kluczowym elementem tej koncepcji jest wyróżnienie dwóch poziomów informacyjnych, pełnego i ograniczonego, określanych w projekcie jako TBD1 i TBD2 (zadanie 1.1/2005, 1.4.2/2006 oraz 1.2/2007). Należy podkreślić, iż w rozwiązaniu tym zakłada się koegzystencję dwóch poziomów uogólnienia pojęciowego przy zachowaniu jednego poziomu dokładności geometrycznej, odpowiadającego opracowaniom analogowym w skali 1: Ogólne założenia koncepcyjne WBDT Jako najważniejsze cele budowy WBDT przyjmuje się: umożliwienie integracji różnorodnych zasobów informacyjnych podczas tworzenia systemów GIS, Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 6

7 usystematyzowanie procesów integracji różnych danych w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym (PRG, PRNG, TBD, EGIB, VMap L2), opracowanie metodyki przepływu danych pomiędzy PRNG, PRG a WBDT. ograniczenie wielokrotnego pozyskiwania danych przez różnych producentów map: VMap drugiego poziomu nowej edycji i TBD (źródłem pozyskania danych jest ta sama ortofotomapa), wykorzystanie TBD w bazach SOZO, HYDRO, SNML (System Numerycznej Mapy Leśnej), mapach opracowywanych w Państwowym Instytucie Geologicznym (PIG) itp., ułatwienie procesów pozyskiwania i aktualizacji danych TBD przez pozyskiwanie danych z bazy Ewidencji Gruntów i Budynków i Leśnej Mapy Numerycznej, przyspieszenie opracowywania TBD na obszarze Polski przez wprowadzenie kompletnego modelu pojęciowego Bazy Danych Topograficznych z uogólnionym zakresem danych TBD (TBD2) i zasilaniem niektórych grup obiektów z innych baz, możliwość produkcji na podstawie WBDT map topograficznych w skali 1: i mniejszych, umożliwienie realizacji sieciowych usług geoinformacyjnych opartych o różne zasoby danych znajdujące się w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym oraz innych państwowych zasobach geoinformacyjnych. Proponowana koncepcja bazuje na dwóch zasadniczych założeniach: 1) Konieczność maksymalnego wykorzystania istniejących zasobów danych. 2) Umożliwienie zachowania pewnej autonomiczności poszczególnych baz danych i możliwości etapowego ich rozwoju zsynchronizowanego z pozostałymi bazami. Ryc. 1. Ogólna idea wielorozdzielczej bazy danych. W wybranych obszarach dane szczegółowe, w innych dane bardziej uogólnione, ale z zachowaniem spójnego modelu całości opracowania. Możliwość zagęszczania danych w wybranych obszarach. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 7

8 Koncepcja WBDT nie zakładała natychmiastowego rozpoczęcia budowy jednej zintegrowanej bazy danych przestrzennych w Polsce, ale systemu baz danych w centrum którego funkcjonować będzie Wielorozdzielcza Baza Danych Topograficznych (WBDT). Niestety z przyczyn organizacyjnych, a zwłaszcza finansowych nie jest na razie możliwe utworzenie dla całego terytorium Polski i utrzymanie w aktualności Bazy Danych Topograficznych o największym zaprojektowanym obecnie poziomie dokładności (analogiczny do map topograficznych 1:10 000). Dlatego zaproponowano rozwiązanie, które pozwoli na skrócenie czasu pozyskiwania danych dla całego obszaru kraju, jednocześnie wykorzystując możliwości aktualizacji WBDT na podstawie pozyskanych szczegółowych danych na terenach, gdzie jest to wymagane np. tereny przyszłych inwestycji czy tereny zagrożone powodzią. W celu określenia zawartości urzędowych baz topograficznych w Europie i Ameryce Północnej sporządzono szczegółowe porównanie baz na poziomie informacyjnym 1: (zadanie 1.2/2005). W Polsce przyjęto, że w Bazie Danych Topograficznych (TBD) będą gromadzone dane opisujące wszystkie elementy treści cywilnej mapy topograficznej w skali 1: W projekcie przeanalizowano i ceniono zakres tematyczny baz danych topograficznych o szczegółowości 1: w krajach europejskich z zakresem tematycznym TBD w celu stwierdzenia, czy rzeczywiście w TBD jest gromadzonych zbyt dużo danych. Analiza została wykonana dla 13 baz danych topograficznych: belgijskiej, brytyjskiej, czeskiej, duńskiej, fińskiej, francuskiej, litewskiej, niderlandzkiej niemieckiej, norweskiej, słowackiej, słoweńskiej i szwedzkiej. Udowodniono, że zawartość TBD jest podobna do zakresu treści przeanalizowanych baz. Przeprowadzono też ocenę kosztów pozyskania poszczególnych grup obiektów w TBD, zarówno pod kątem pracochłonności jak i możliwości ich pozyskania wyłącznie na podstawie ortofotomapy i LPIS. Jak wykazano w projekcie celowym nr 6 T C/6101 współpracującym z projektem 6T122005c/06552, finansowanym przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii oraz Ministerstwo Edukacji i Nauki, ortofotomapa z powodzeniem spełnia wymogi kartograficzne i interpretacyjne dla pozyskiwania np. działek referencyjnych do systemu LPIS i w oparciu o niego jest możliwość identyfikacji wielu typów obiektów (wnioski w raporcie z 2005 r. - załączniki do zad. 1.2, a także 2.1). Wiosną 2006 roku przedstawiono WODGiK-om urzędów marszałkowskich, biorących udział w projekcie, propozycję TBD2 ( TBD z ograniczonym zakresem treści). Po konsultacjach w czasie trzech posiedzeń Komitetu sterującego ( ), na temat ograniczenia zawartości TBD, uzgodniono ostateczną koncepcję. Według niej miały być zrealizowane następne zamówie- Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 8

9 nia TBD, w wybranych współpracujących województwach, pod warunkiem akceptacji przez GU- GiK zawartości TBD2. Konsultacje były prowadzone także z Zarządem Geografii Wojskowej Sztabu Generalnego Wojska Polskiego przekształconym w P-2 SG WP. Wytypowano elementy TBD2, które mogą być wspólnie pozyskiwane z ortofotomapy przy tworzeniu TBD2 i VMap L2+ (drugiej edycji). W ramach realizacji zadania 1. podjęto także próbę oszacowania kosztów opracowania bazy danych TBD2 (zadanie 1.1/2005), opracowano ogólna metodykę wykorzystania danych zgromadzonych w bazach EGiB do zasilenia WTBD (zadanie 1.5/2006), a także integracji danych TBD i VMap (zadanie 1.2/2007). W zadaniu 1.1/2008 opracowano metodykę zapewnienia spójności danych i ograniczenie (lub eliminacji) powielania procesu gromadzenia i aktualizacji tych samych informacji o nazwach geograficznych w różnych systemach wchodzących w skład infrastruktury informacji przestrzennych w Polsce: usprawnienia procesu gromadzenia informacji o nazwach geograficznych, ustalenie procesu aktualizacji PRNG po wykonaniu procesu aktualizacji PRG -w zadaniu zostały stworzone techniczne możliwości: wymiany i synchronizacji danych PRNG z danymi innych systemów PZGiK, ustalenia zasad dostępu do identyfikatorów PRNG (w jakiej sytuacji, z wykorzystaniem jakich mechanizmów informatycznych itp.). ustalenie zasad zgłaszania potrzeby dodania nowych obiektów nazewniczych w PRNG na podstawie informacji z poziomu WTBD (informacja pozyskana np. podczas prac terenowych) określenia możliwości i sposobu przekazywania lokalizacji obiektu wprowadzonego na poziomie WTBD do PRNG (jeżeli wcześniej taki obiekt nie istniał w PRNG). korzystania on-line z rejestrów i baz danych, które mogą wpływać na wzrost dokładności lokalizacji nazw w przestrzeni i jakości oferowanych przez PRNG usług, pobierania danych z systemu PRNG do innych systemów obecnych dzisiaj w ZGiK. Zdaniem autorów dla rozwoju infrastruktury danych przestrzennych w Polsce podstawowe znaczenie ma wykorzystanie danych zgromadzonych w zasobie geodezyjnym i kartograficznym. Autorzy opracowali koncepcję przekształcenia złożonej struktury modelu pojęciowego bazy VMap L2 pierwszej edycji do tzw. struktury użytkowej. Baza VMap L2 przetworzona do postaci użytkowej ma nie tylko znacznie uproszczoną charakterystykę atrybutową, spolszczone nazewnic- Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 9

10 two klas i atrybutów ( wzorowane na cywilnej mapie topograficznej tworzonej od 1998 r.), ale jest także uspójniona topologicznie. Ponadto materiały dystrybucyjne VMap L2u przygotowano równolegle dla trzech środowisk GIS: ESRI, Intergraph i MapInfo, co ułatwi rozpowszechnianie danych (zadanie 1.1/2006, 1.1/2007). Spośród dostępnych w państwowym zasobie geodezyjno-kartograficznym baz danych przestrzennych tylko baza VMap L2 może obecnie odgrywać rolę bazy referencyjnej, ponieważ jest opracowana dla obszaru całego kraju a ponadto zakres i szczegółowość treści odpowiada klasycznej mapie topograficznej. Jednak praktyczne wykorzystanie danych cyfrowych VMap jest ograniczone ze względu na skomplikowaną strukturę (224 klasy obiektów pogrupowanych w 8 kategorii) oraz brak mechanizmów automatycznej wizualizacji kartograficznej. Niezależnym zadaniem było opracowanie kartograficzne danych VMap L2. Przygotowane biblioteki graficzne umożliwiają resymbolizację tych danych w środowisku popularnych narzędzi GIS zgodnie z przyjętą metodyką prezentacji kartograficznej i systematyką znaków. Przyjęto symbolikę nawiązującą do znamienitych wzorców kartograficznych wypracowanych w ramach koncepcji cywilnych map topograficznych w skali 1: i 1: Pełen opis wykonanej wizualizacji VMAp L2 znajduje się w raportach rocznych do zadania 3. Prace przeznaczone do wdrożenia w 2007 r. zostały przeprowadzone w ramach dwóch zadań: 1. Praktyczna implementacja eksportu danych VMap L2 pierwszej edycji do struktury użytkowej odpowiedniej do udostępniania danych Klientom przez państwową służbę geodezyjnokartograficzną, 2. Wizualizacja danych referencyjnych VMap L2 w systemach GIS. Celem podjętych badań było po pierwsze zaprojektowanie, przetestowanie (na terenie województwa Dolnośląskiego pozytywna opinia WODGiK we Wrocławiu w 2007 r.) i wykorzystanie w praktyce linii technologicznej konwersji uproszczenia struktury bazy danych VMap L2 do postaci użytkowej. Uzyskano także bardzo pozytywną opinię, na temat zastosowania zaproponowanych rozwiązań do analiz geograficznych, Dowódcy Zarządu Analiz Wywiadowczych i Rozpoznawczych P-2 Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. Zaproponowany model pojęciowy bazy użytkowej jest znacznie uproszczony w stosunku do struktury źródłowej, co ułatwia prowadzenie analiz przestrzennych i prezentacji. Przy tym zmianom ulega nie tylko konfiguracja klas obiektów ale także nazewnictwo poszczególnych klas i atrybutów opisowych, co zdecydowanie ułatwia korzystanie z bazy. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 10

11 Uzyskanie czytelnej, zrozumiałej kompozycji kartograficznej, którą użytkownik może odtworzyć na dowolnym fragmencie bazy danych VMap L2 w strukturze użytkowej jest niezależnie od oprogramowania, jakiego używa. Wybrano trzy najpopularniejsze programy wiodących na rynku geoinformacji producentów: ArcGIS firmy ESRI, GeoMedia firmy Intergraph i MapInfo Professional i sprawdzono możliwości eksportu do innych oprogramowań (m in. Bentley). Przyjęte założenia stanowią o uniwersalności i funkcjonalności zaproponowanych rozwiązań. Opracowane sposoby wizualizacji pozwalają na upowszechnienie i szersze wykorzystanie danych VMap L2 w środowisku GIS. W celu ułatwienia użytkownikom korzystania z bazy danych VMap L2 w strukturze użytkowej i jej popularyzacji został przygotowany prototyp nośnika DVD zawierający komplet materiałów: bazę danych w formatach dystrybucyjnych (ESRI Shapefile, Geomedia Warehouse, MapInfo Table), biblioteki graficzne dla wybranego środowiska narzędziowego; przewodnik użytkownika w formacie PDF oraz wersje instalacyjne przeglądarek geodanych - odpowiednio: ESRI ArcReader, GeoMedia Viewer lub MapInfo ProViewer. Nośnik taki może być przygotowywany osobno dla każdego województwa i profilowany wg zapotrzebowania ośrodków wojewódzkich. Jednocześnie może pełnić on rolę wzorca nośników CD lub DVD udostępnianych klientom ośrodków. W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 1 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA: 1. kompletny model pojęciowy Bazy Danych Topograficznych na drugim poziomie dokładności geometrycznej (TBD2), 2. zestaw plików technologicznych umożliwiających konwersję danych z bazy VMap L2 pierwszej edycji do tzw. struktury użytkowej oraz zapisanie danych wynikowych w formacie ESRI, Intergraph i MapInfo w 2006 r. pilotaż dla woj. Dolnośląskiego i w 2007 r. dla woj. Łódzkiego - zaakceptowane do wdrożenia w WODGiK, 3. system informatyczny umożliwiający zarządzanie danymi VMap L2u w środowisku narzędziowym MapInfo, 4. system informatyczny oparty na narzędziach firmy Intergraph umożliwiający zasilanie danymi VMap L2 nowej (drugiej) edycji bazy danych TBD, 5. kompletny model pojęciowy komponentu NMT zintegrowanego z komponentem TOPO bazy TBD oraz opis procedur integracja tych komponentów, 6. metodyka przepływu danych pomiędzy PRNG, PRG a WBDT. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 11

12 Zadanie 2. Harmonizacja baz danych tematycznych i opracowanie koncepcji wykorzystania WBDT jako modelu referencyjnego dla opracowań tematycznych. Analiza możliwości wykorzystania TBD, VMap L2 i VMap L2 drugiej edycji jako danych referencyjnych dla baz SOZO i HYDRO, baz PIG oraz SLMN Bazy danych przestrzennych o charakterze tematycznym powinny być traktowane jako istotny komponent infrastruktury danych przestrzennych w Polsce. Spójność tej koncepcji wymaga aby istniejące bazy danych przestrzennych: TBD, VMap L2, VMap L2+ i BDO traktować jako dane referencyjne, które powinny stanowić osnowę dla specjalistycznych opracowań tematycznych. Przeprowadzone w latach prace badawcze pozwoliły, zdaniem autorów, na stwierdzenie iż celowe jest: wykorzystanie urzędowych baz danych topograficznych jako źródłowych warstw referencyjnych dla wszystkich powstających w Polsce baz danych tematycznych (zadanie 2.1/2006, 2.2/2006, 2.1/2007) szerokie udostępnienie zgromadzonych w zasobie danych tematycznych, zarówno w geoportalach, jak i poprzez utworzenie specjalistycznych geoserwisów o charakterze tematycznym. Udostępnienie powinno być realizowane w oparciu o standardy opracowane przez OGC: WMS i WFS (zadanie 3.2/2008), wdrożenie i upowszechnienie opracowanego systemu zarządzania danymi tematycznymi SOZO i HYDRO, opracowanie baz danych tematycznych jako ciągłych warstw wektorowych (bez podziału sekcyjnego na arkusze wydawnicze), harmonizacja modelu pojęciowego wybranych baz danych tematycznych (sozologicznej, hydrograficznej, geośrodowiskowej, hydrogeologicznej, leśnej itp.), opracowanie jednolitych słowników pojęć definiujących poszczególne obiekty i klasy obiektów oraz sposób ich klasyfikacji, standaryzacja poszczególnych opracowań zgodna z normami serii ISO Podejście to pozwoli na gromadzenie i przechowywanie danych tematycznych o środowisku przyrodniczym Polski oraz ich udostępnianie dla celów opracowania map tematycznych różnych wersji i analiz przestrzennych dotyczących stanu środowiska. Zaletą takiego rozwiązania jest Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 12

13 wykorzystanie referencyjnego systemu topograficznego i resortowych baz danych tematycznych. Przyczyniłoby się to do obniżenia kosztów opracowania poszczególnych map tematycznych, przy jednoczesnej porównywalności warstw tematycznych zgromadzonych w zintegrowanym systemie. W ramach realizacji projektu celowego autorzy zaproponowali modyfikacje struktury modelu pojęciowego baz danych tematycznych wykonywanych pod auspicjami Głównego Geodety Kraju: bazy SOZO (mapa sozologiczna) oraz bazy HYDRO (mapa hydrograficzna) zadanie 2.4/2007. Koncepcja ta zakłada zasilanie baz danych SOZO i HYDRO danymi referencyjnymi z Bazy Danych Topograficznych, a także znaczące unowocześnienie modelu pojęciowego obu baz danych. Istotnym elementem koncepcji jest także propozycja aktualizacji danych tematycznych zgromadzonych w bazach tematycznych. Pierwszym krokiem do unowocześnienia w tym zakresie byłaby konwersja opracowań starszych, wykonanych zgodnie z Instrukcja K-3/4 i K-3?6 do postaci zgodnej z wytycznymi GIS-3 i GIS-4. Autorzy zaproponowali (zadanie 2.2/2007) koncepcję systemu zarządzania danymi tematycznymi SOZO i HYDRO. W ramach realizacji projektu opracowano także narzędzia informatyczne umożliwiające wdrożenie tej koncepcji. Zaproponowane w projekcie modyfikacje struktury pojęciowej bazy numerycznej mapy hydrograficznej i sozologicznej umożliwią wykorzystanie jako materiału referencyjnego - topograficznej bazy VMap L2 nowej edycji, a także, tam gdzie jest to możliwe Bazy Danych Topograficznych. Rozwiązanie to pozwala zarówno na wykorzystanie na mapie sozologicznej i hydrograficznej aktualnych i wiarygodnych danych topograficznych, jak również znacząco ułatwi również proces integracji baz danych SOZO i HYDRO z innymi bazami danych tematycznych opracowywanymi także na podkładzie nowej edycji VMap L2. W ramach realizacji projektu celowego zostało też opracowany kompleksowy schemat zasilania baz danych SOZO i HYDRO danymi referencyjnymi VMap L2+ (zdanie 2.1/2006) oraz TBD (zadanie 2.1/2007). W 2008 r. został opracowany zestaw aplikacji opracowanych w środowisku MapBasic umożliwiających import, eksport, łączenie i wycinanie danych tematycznych w środowisku MapInfo. Możliwość udostępniania baz danych tematycznych SOZO i HYDRO w oparciu o standardy WMS i WFS. System ten pozwoli na szeroką informację społeczeństwa geoinformatycznego o możliwościach wykorzystania zasobu SOZO i HYDRO w pracach urzędów i instytucji. W ramach realizacji zadania drugiego autorzy analizowali nie tylko możliwość rozwoju baz danych tematycznych SOZO i HYDRO, lecz także baz opracowywanych w Państwowym Instytucie Geologicznym (zadanie 2.4/2006 oraz 2.1/2007) oraz w Dyrekcji lasów Państwowych Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 13

14 9zadanie 2.1/2007). Zaproponowano także częściowa harmonizację baz danych tematycznych wykonywanych pod auspicjami Głównego Geodety Kraju oraz baz danych PIG (zadanie 2.3/2007). W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 2 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA: 1. metodyka zasilania bazy danych SOZO i HYDRO danymi TBD - szczegółowy opis procedur oraz preskrypt SQL definiujący proces konwersji danych, 2. kompletny model pojęciowy zmodyfikowanej struktury baz danych SOZO i HYDRO, 3. metodyka harmonizacji baz HYDRO i SOZO oraz baz MHP i MGP i SLMN, 4. system zarządzania danymi tematycznymi SOZO i HYDRO - zestaw aplikacji opracowanych w środowisku MapBasic umożliwiających import, eksport, łączenie i wycinanie danych tematycznych w środowisku, 5. udostępnianie baz danych tematycznych SOZO i HYDRO w oparciu o standardy WMS i WFS opis konfiguracji narzędzi open source (Geoserwer i OpenLayers) oraz zasilenia danymi, opracowanie prototypu linii technologicznej. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 14

15 Zadanie 3. Reprezentacja kartograficzna WTBD w skali 1: i 1: oraz wielowariantowych modeli kartograficznych dla potrzeb map tematycznych WTBD, sozologicznych i hydrograficznych oraz DBO. Głównym celem postawionym w zadaniu 3 w ramach projektu celowego było opracowanie koncepcji i realizacja przykładów wizualizacji oraz prezentacji kartograficznych w zakresie treści odpowiadającej mapom topograficznym w oparciu o wielorozdzielczą bazę danych (WTBD). Główną ideą WTBD jest wykorzystanie różnorodnych źródeł danych o charakterze referencyjnym, ich uspójnienie i kompleksowa prezentacja kartograficzna (zadanie 3.1/2005, 3.2/2006, 3.1/2007). Przyjęto, iż podstawowym źródłem danych WTBD ma być baza TBD (lub TBD2), ze względu na szczegółowy model pojęciowy, elastyczną strukturę i możliwości prezentacyjne. Na obszarach dotychczas nie odjętych bazą TBD wykorzystano bazy VMap L2 lub VMap L2+. Inne bazy danych dostępne w państwowym zasobie geodezyjno-kartograficznym, w tym przede wszystkim PRNG, PRG, EGIB mają charakter uzupełniający. Opracowanie wizualizacji i prezentacji kartograficznej Wykorzystując bazę danych topograficznych TBD (TBD2), jako podstawowe źródło danych referencyjnych należało przygotować takie algorytmy selekcji, generalizacji i symbolizacji, które umożliwiłyby wykorzystywanie tego zasobu danych na różnym poziomie szczegółowości treści, a co za tym idzie także opracowanie map w różnych skalach. Ponieważ w ostatnich latach opracowano już linię technologiczną mapy topograficznej 1: w standardzie TBD, kluczowym problemem stało się opracowanie zasad redakcji mapy w skali 1:50 000, zarówno do celów wizualizacji ekranowej jak i publikacji. Ze względów praktycznych wydzielono trzy etapy opracowania: etap wizualizacji bazy danych zakładający w pełni automatyczną graficzną reprezentację bazy danych, etap redakcji półautomatycznej, etap redakcyjny (redakcji manualnej) prowadzący do publikacji arkusza mapy topograficznej w skali 1:50 000, określonego mianem MTP50TBD. W ramach realizacji projektu przygotowano: zmodyfikowaną pod kątem WTBD systematykę znaków umownych, biblioteki znaków kartograficznych i stylów graficznych, zestaw czcionek i palety barw, zgodnych z zasadami redakcji mapy, zbiory danych źródłowej bazy danych zaimportowane do środowiska aplikacji GIS, Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 15

16 wizualizację kartograficzną WTBD, arkusz mapy topograficznej 1: przygotowany w środowisku narzędziowym GIS firmy Intergraph (zadanie 3.1/2007), arkusz mapy topograficznej 1: przygotowany w środowisku narzędziowym GIS firmy ESRI (zadanie 3.1/2008). Proces technologiczny opracowania mapy w skali 1: na podstawie WTBD wymaga wykonania niżej wymienionych zadań: selekcja obiektów stanowiących zbiory danych WTBD, wraz z ograniczeniem zasięgu przestrzennego obiektów do granic opracowania (np. arkusza mapy topograficznej), generalizacja obiektów drogą automatycznej selekcji, generalizacja kształtów obiektów, prowadząca do uogólnienia zarysów wybranych elementów powierzchniowych oraz liniowych (z zachowaniem wzajemnych relacji topologicznych), nadanie obiektom tzw. kodu kartograficznego KOD_KARTO_50 (przy użyciu zapytań SQL przestrzennych i atrybutowych) i utworzenie zbioru danych KARTO50, zawierającego zgeneralizowaną geometrię obiektów, odniesionych do skali prezentacji 1:50 000, nadanie obiektom, stanowiącym treść mapy, symboliki zgodnej ze wzorami znaków, stylami graficznymi i paletą barw, przeprowadzenie etapu redakcji manualnej, polegającej na dokonaniu niezbędnych korekt geometrii elementów treści mapy, wygenerowanie niezbędnych opisów na podstawie danych zawartych w treści atrybutów obiektów, wraz z ewentualnym uzupełnieniem brakujących opisów, opracowanie elementów konstrukcji matematycznej arkusza oraz elementów pozaramkowych (w tym objaśnień znaków) i przygotowanie arkusza do wydruku ploterowego. Zaproponowany zakres treści prezentacji bazy WTBD50 nie odbiega zasadniczo od standardów polskiej kartografii topograficznej, jednakże zaproponowano zmodyfikowaną systematykę kilku klas obiektów oraz szereg nowych znaków umownych. Było to niezbędne w celu unifikacji prezentacji wykorzystującej różne źródła danych (głównie TBD oraz odmienną strukturalnie i treściowo VMap L2). Opracowanie internetowego serwisu geoinformacyjnego W ramach realizacji zadania 3 analizowano także możliwość wykorzystania tzw. wolnego oprogramowania do wizualizacji danych topograficznych w środowisku narzędziowym GIS (zadanie 3.2/2007 oraz 3.3/2008). Autorzy opracowali prototyp serwisu geoinformacyjnego udostęp- Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 16

17 niającego dane referencyjne i tematyczne. Celem tego opracowania była zarówno chęć popularyzacji cennych danych topograficznych i tematycznych pozostających w państwowym zasobie geodezyjno-kartograficznym, jak i popularyzacja idei wykorzystania tzw. wolnego oprogramowania (ang. free software), umożliwiającego tanie i efektywne publikowanie danych geograficznych w Internecie. Autorzy opracowania podjęli się realizacji przykładowego geoserwisu wojewódzkiego z wykorzystaniem wolnego oprogramowania i standardów OGC. Przy opracowaniu serwisu geoinformacyjnego wykorzystano program GeoServer w wersji 1.5.4, który posłużył jako serwer map oraz oprogramowanie TileCache w wersji 1.9, które zapewnia wydajny dostęp do danych. Obsługa wyświetlania mapy po stronie przeglądarki jest realizowana poprzez oprogramowanie OpenLayers w wersji 2.5. Dane przestrzenne zapisane są w bazie danych Oracle Express 10g. Serwis geoinformacyjny, wykorzystując technologie Google, zapewnia dostęp do zredagowanych kartograficznie danych o charakterze referencyjnym i tematycznym. Jako źródłową bazę danych przestrzennych o charakterze referencyjnym wybrano dostępną w pzgik VMap poziomu drugiego - jedyną bazę danych wektorowych opracowaną dla obszaru całego kraju. W celu racjonalnego wykorzystania danych VMap L2 pierwszej edycji zaproponowano koncepcję konwersji tej bazy do tzw. struktury użytkowej charakteryzującej się znacząco uproszczonym modelem pojęciowym i zmodyfikowaną topologią. Drugim komponentem serwisu są zgromadzone w pzgik dane tematyczne SOZO i HYDRO opracowane dla ponad 55% powierzchni kraju. Ze względu na fakt, iż bazy sozologiczna i hydrograficzna są od 2002 r. wykonywane na podkładzie VMap L2, możliwa jest pełna harmonizacja tych produktów i ich łączna publikacja w serwisie geoinformacyjnym. Logicznym, ze względu na szczegółowość treści odpowiadającą opracowaniom analogowym w skali 1:50 000, uzupełnieniem wizualizacji wybranych danych referencyjnych i tematycznych pzgik są sceny satelitarne udostępnione za pośrednictwem serwisu Google Maps. Takie rozwiązanie, znane z serwisów mieszanych określanych angielskim terminem mashup, zapewnia atrakcyjną i funkcjonalną prezentację obszaru. Autorzy zaproponowali ponadto by zgromadzone w serwisie dane referencyjne i tematyczne uzupełnić o cieniowany rysunek rzeźby terenu. Numeryczny model terenu do tego opracowania wykorzystuje bazę danych wysokościowych DTED2 (rys.). Opracowany zestaw map internetowych został uzupełniony o wykaz nazw fizjograficznych pochodzących z Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 17

18 ryc. 2. Fragment mapy topograficznej 1: w geoserwisie wojewódzkim Podstawowym wnioskiem płynącym z wykonanych prac jest potwierdzenie możliwości automatycznej i bezpośredniej wizualizacji w skali 1: różnych źródeł danych; w przyszłości także w skalach pochodnych. Fakt pełnej automatyzacji jest istotny ze względu na pominięcie wszelkich czynności manualnych oraz wykorzystanie bezpośrednio i natychmiastowo baz danych już istniejących w zasobie geodezyjnym i kartograficznym. Opracowane biblioteki znaków kartograficznych są platformą wieloreprezentacyjnych bibliotek graficznych dla wielu poziomów skalowych prezentacji topograficznych niezbędnych dla automatyzacji procesów redakcyjnych map pochodnych. Potwierdza się znakomita elastyczność struktury i zawartość bazy danych TBD, która umożliwia dowolną prezentację kartograficzną w skalach 1: oraz 1: nie tylko o charakterze topograficznym, ale także tematycznym. W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 3 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA: 1. linia technologiczna opracowana w środowisku narzędziowym Intergraph umożliwiająca redakcję mapy topograficznej 1: generowanej z bazy danych TBD, 2. linia technologiczna opracowana w środowisku narzędziowym ESRI umożliwiająca redakcję mapy topograficznej 1: generowanej z bazy danych TBD, Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 18

19 3. biblioteki graficzne, aplikacje, pliki parametryczne oraz opis procedur umożliwiających wizualizację danych WTBD, a także VMap L2 zapisanych w strukturze użytkowej w środowisku narzędziowym ESRI, Intergraph i MapInfo, 4. prototyp systemu informatycznego wykorzystującego tzw. wolne oprogramowanie oraz udostępniającego bazy danych VMap L2u oraz baz tematycznych SOZO i HYDRO w oparciu o standardy WMS i WFS.Opracowana technologia może być bezkosztowo wdrożona w wojewódzkich ośrodkach dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej (WODGiK). Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 19

20 Zadanie 4. Generalizacja cyfrowego modelu krajobrazu w poszczególnych szeregach skalowych Pomimo coraz powszechniejszego stosowania narzędzi informatycznych procesu generalizacji nie można traktować jako mechanicznej procedury sekwencyjnego stosowania deterministycznych reguł upraszczania geometrycznego, lecz jako proces poznania rzeczywistości geograficznej i jej opisu na różnych poziomach uogólnienia. R. Weibel (1995) zaproponował koncepcję generalizacji definiowaną jako proces oparty na zrozumieniu. Istotą generalizacji w tym ujęciu nie jest analiza struktury graficznej elementów występujących na mapie, lecz poznanie struktury obiektów i zjawisk geograficznych, które są pierwowzorem modelu kartograficznego. Zrozumienie semantycznej istoty obiektów i zjawisk reprezentowanych w bazie danych przestrzennych oraz łączących je relacji pozwala na poprawne modelowanie fragmentu przestrzeni geograficznej na dowolnie zdefiniowanym poziomie uogólnienia. W literaturze przedmiotu często stosowanym wyróżnieniem jest także podział procesu uogólniania danych przestrzennych na tzw. generalizację kartograficzną (ang. cartographic generalization) i generalizację modelu (ang. model generalization). Rozróżnienie to wynika z przyjęcia idei dyferencjacji baz danych przestrzennych od opracowań kartograficznych. W podejściu tym wyróżnia się dwa odmienne modele danych przestrzennych: numeryczny model krajobrazu DLM (ang. digital landscape model), i numeryczny model kartograficzny DCM (ang. digital cartographic model). Baza danych budowana w oparciu o model DLM zawiera rzeczywiste położenie obiektów. Model DCM powstaje poprzez resymbolizację i redakcję danych zgromadzonych w bazach danych przestrzennych. Z jednej bazy danych numerycznego modelu krajobrazu można opracować wiele numerycznych modeli kartograficznych, zróżnicowanych pod względem przeznaczenia, skali i metod prezentacji. Istotą tego zróżnicowania jest odmienność przeznaczenia. Dane z modelu DLM zasilają systemy GIS zorientowane na prowadzenie analiz przestrzennych, zaś dane z modelu DCM systemy produkcji map. Jednym z zagadnień realizowanych w projekcie jest uogólnianie informacji geograficznej zgromadzonej w referencyjnych bazach danych sytuacyjnych i wysokościowych: TBD, VMap L2, VMap L2+, LPIS i SMOK. Zagadnienie to realizowane jest jako generalizacja bazodanowa (tzw. generalizacja modelu krajobrazowego DLM). Zadanie to złożone jest z kilku autonomicznych projektów. Zasilanie bazy danych o dokładności geometrycznej odpowiadającej opracowaniom w skali 1: danymi TBD, VMap L2 i VMap L2+ (zadanie 4.3/2006 oraz zadanie 4.2/2008): Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 20

21 Celem realizacji tego zadania było opracowanie koncepcji oraz narzędzi informatycznych umożliwiających: - konwersję danych geometrycznych i opisowych pomiędzy bazą danych TBD oraz VMap L2+ (nowej edycji) a Bazą Danych Ogólnogeograficznych. - częściową generalizację danych wynikowych osadzonych w strukturze BDO250 lub ERM z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Realizacja tak określonego zadania pozwala na częściową automatyzację procesu zasilania i aktualizacji Bazy Danych Ogólnogeograficznych aktualnymi danymi referencyjnymi o dużej dokładności geometrycznej. Ze względu na dużą różnicę poziomu skalowego opracowań pełna automatyzacja procesu generalizacji nie jest możliwa. Istotnym elementem utworzonego systemu jest jednak opracowanie silnika obliczeniowego umożliwiającego konwersję danych pomiędzy bazami danych o skrajnie różnym modelu pojęciowym. Silnik ten jest niezależny od struktury zarówno źródłowej, jak i docelowej bazy danych przestrzennych. Proces konwersji sterowany jest za pomocą łatwo konfigurowalnych zewnętrznych plików parametrycznych w formacie tekstowym. Umożliwia to proste dostosowanie aplikacji do dowolnie określonego modelu bazy danych bez konieczności modyfikacji kodów źródłowych. Równie istotnym czynnikiem jest zdefiniowanie i utrzymywanie w procesie transformacji oraz generalizacji relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Pozwala to, kosztem wydłużenia czasu działania procedur obliczeniowych, na zachowanie poprawnej topologicznie struktury danych wynikowych w Bazie Danych Ogólnogeograficznych. Generalizacja modelu DLM (redukcja złożoności geometrycznej) danych przestrzennych zgromadzonych w komponencie TOPO Bazy Danych Topograficznych (zadanie 4.2/2007): Celem realizacji tego zadania było opracowanie koncepcji oraz narzędzi umożliwiających częściową generalizację danych przestrzennych osadzonych w strukturze Bazy Danych Topograficznych z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Realizacja tak określonego zadania pozwala na częściową automatyzację procesu generalizacji komponentu TOPO referencyjnej bazy danych TBD. Istotnym elementem silnika obliczeniowego aplikacji jest umożliwienie jednoczesnego przetwarzania dowolnego, zdefiniowanego przez użytkownika, zestawu danych wejściowych. Pozwala to na uniknięcie w procesie generalizacji danych przestrzennych powstawania konfliktów topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Procedury obliczeniowe zastosowane w opracowanym Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 21

22 systemie informatycznym bazują na standardowych algorytmach generalizacji (Douglasa-Peuckera i Wanga. Generalizacja danych przestrzennych zgromadzonych w bazach danych wysokościowych TBD (komponent NMT), LPIS i SMOK z zachowaniem istotnych relacji topologicznych (zadanie 4.1/2006, zadanie 4.3/2007): Celem realizacji tego zadania było opracowanie koncepcji oraz narzędzi informatycznych umożliwiających: - tworzenie poprawnego topologicznie numerycznego modelu terenu zapisanego w strukturze TIN na podstawie plików zawierających dane pomiarowe zgromadzone w ramach realizacji projektów TBD, LPIS i SMOK. - generalizację danych wysokościowych (numerycznego modelu terenu w formacie TIN utworzonego na podstawie bezpośrednich danych pomiarowych) z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych pomiędzy elementami strukturalnymi rzeźby terenu. Realizacja tak określonego zadania pozwala na częściową automatyzację procesu generalizacji komponentu NMT referencyjnej bazy danych TBD lub danych wysokościowych zgromadzonych na potrzeby realizacji innych projektów, np. LPIS lub SMOK (system osłony przeciwpowodziowej kraju). Opracowany system informatyczny umożliwia bardzo precyzyjne modelowanie danych wysokościowych i opracowanie na podstawie danych źródłowych modelu TIN o określonej dokładności geometrycznej. Aplikacja umożliwia także zachowanie kontroli nad stopniem uogólnienia form strukturalnych rzeźby terenu poprzez dobór parametrów generalizacji. Dobór parametrów i określenie ich wartości realizowane jest poprzez zewnętrzne wobec silnika obliczeniowego pliki konfiguracyjne w postaci tekstowej. Przyjęto, iż dla budowy hierarchicznego (wieloskalowego) NMT na podstawie uogólnienia istotnych form morfologicznych, szczególne znaczenie ma poprawne wyznaczenie linii strukturalnych tworzących szkielet topograficzny terenu. Przeprowadzone badania wskazują, iż za uzasadnioną należy uznać konieczność pozyskiwania linii strukturalnych rzeźby terenu w procesie pomiaru bezpośredniego, np. wykorzystując techniki fotogrametryczne na etapie pozyskiwania danych źródłowych bazy TBD lub projektu LPIS. Na podstawie tak wyznaczonego szkieletu terenu możliwa jest poprawna generalizacja modelu rzeźby zachowująca zarazem istotne relacje topologiczne. W ujęciu tym podstawowa struktura terenu (linie strukturalne) wyznaczana jest na etapie opracowywania danych pomiarowych, nie zaś na podstawie analizy realizowanej w trybie postprocessingu. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 22

23 Autorzy podjęli także próbę opracowania koncepcji zasilania wielorozdzielczej bazy danych topograficznych danymi EGiB (zadanie 4.1/2007). W ramach realizacji projektu badawczego opracowano także system zarządzania danymi wysokościowymi zgromadzonymi w ramach realizacji projektów LPIS, TBD i SMOK (zadanie 4.1/2008). Celem tego opracowania była zarówno analiza dokładności geometrycznej i stopnia aktualności danych wysokościowych opracowanych w ramach realizacji projektów LPIS, TBD i SMOK, jak i implementacja koncepcji systemu zarządzania tymi danymi. Istotnym celem koncepcji jest także opracowanie algorytmów półautomatycznego uzgadniania styków istniejących opracowań. Opracowany w oparciu o technologię Intergraph (GeoMedia Pro 6.0 i GeoMedia Terrain) system zarządzania jest wyposażony w funkcje importu i eksportu danych oraz ich przetwarzania. Eksport danych możliwy jest zarówno w trybie eksportu danych pomiarowych (bezpośrednio z bazy danych) lub w postaci numerycznego modelu terenu zapisanego w strukturze TIN lub GRID, jak i w oparciu o standardy GML, KML i GeoSciML. Eksport danych jest możliwy dla dowolnego wycinka (arkusza, gminy, dowolnego poligonu). W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 4 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA: 1. aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające zasilanie Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO250) danymi TBD, 2. aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające zasilanie Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO250) danymi VMap pierwszej i drugiej, 3. aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające zasilanie bazy Euroregional Map (ERM) danymi VMap pierwszej edycji, 4. aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające generalizację danych wysokościowych (NMT zapisanego w strukturze TIN). 5. aplikacja umożliwiająca redukcję złożoności geometrycznej (generalizacja ilościowa) Bazy Danych Topograficznych, 6. system informatyczny umożliwiającego scalanie, wycinanie i udostępnianie danych wysokościowych LPIS, TBD i SMOK w oparciu o GeoMedia Pro 6, GeoMedia Terrain i SQL Serwer lub ORACLE. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 23

24 Zadanie 5. Opracowanie wstępnej koncepcji standaryzacji baz danych przestrzennych Dotychczasowe prace nad Koncepcją Wielorozdzielczej Bazy Danych Topograficznych dla Polski wykazały, iż w celu integracji istniejących baz danych topograficznych niezbędny jest dostęp do jednolitych wykazów nazw geograficznych. Państwowy Rejestr Nazw Geograficznych (PRNG) ma kluczowe znaczenie dla spójnego rozwoju referencyjnych baz danych w Polsce w szczególności dla TBD, BDO i VMap. Wykorzystywanie wspólnych, łatwo dostępnych identyfikatorów obiektów w tych bazach danych z jednej strony ograniczy ilość pracy wykonywanej przy ich tworzeniu, z drugiej ułatwi ich integrację. Brak dostępu do istniejących zasobów prowadzi także do rozbieżności w zakresie nazewnictwa i opisów obiektów geograficznych. Dzięki nowoczesnemu zarządzaniu zasobem informacji o nazwach geograficznych zdecydowanie wzrośnie wiarygodność poszczególnych, rozproszonych baz danych przestrzennych wykorzystujących nazwy geograficzne. Podczas tworzenia lub aktualizacji referencyjnych, instytucjonalnych baz danych bardzo często gromadzone są cenne informacje zbierane bezpośrednio w terenie. Stworzenie systemu PRNG umożliwi bezpośrednie zasilanie i weryfikację zasobu tak pozyskanymi informacjami. Niezbędne jest jednak zachowanie odpowiednich procedur w celu zapewnienia pewności i jednoznaczności informacji o nazwach geograficznych. Prace nad PRNG są prowadzone w projekcie od 2005 r. W kwietniu 2006 r. rejestr nazw miejscowości, hydronimów, numeracji szlaków kolejowych i dróg ( wykonany w ramach projektu wraz z aktualizacją i weryfikacją na podstawie innych baz), został odebrany przez GUGiK i zalecony do stosowania zarządzeniem GGK. Próby przeprowadzone w czasie wykonywana VMap L2+ i TBD, na zlecenie GUGiK i UM, dowiodły praktycznie że stosowanie identyfikatorów z bazy PRNG w czasie wykonywania TBD i VMap L2 nowej edycji nie podnosi kosztów wykonania, a korzyści są oczywiste. Podstawowym celem realizowanym w ramach zadania 5 było opracowanie i wdrożenie koncepcji Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych (zadanie 5.3/2006, 5.1/2007, 5.2/2007, 5.1/2008). Dotychczasowe prace nad Koncepcją Wielorozdzielczej Bazy Danych Topograficznych dla Polski wykazały, iż w celu integracji istniejących baz danych topograficznych niezbędny jest dostęp do jednolitych wykazów nazw geograficznych. PRNG ma kluczowe znaczenie dla spójnego rozwoju referencyjnych baz danych w Polsce, szczególnie dla TBD, BDO i VMap. Wykorzystywanie wspólnych, łatwo dostępnych identyfikatorów obiektów w tych bazach danych z jednej strony ograniczy ilość pracy wykonywanej przy ich tworzeniu, z drugiej ułatwi ich integrację. Raport końcowy projektu nr 6 T C/06552 strona 24