Organizacyjne, prawne, finansowe i technologiczne rozwiązania Insfrastruktury Danych Przestrzennych SDI w Europie

Transkrypt

1 Organizacyjne, prawne, finansowe i technologiczne rozwiązania Insfrastruktury Danych Przestrzennych SDI w Europie Henri J.G.L. Aalders Wydział Inżynierii Katolicki Uniwersytet Leuven OTB, GIS-technologie Uniwersytet Techniczny Delft h.aalders@otb.tudelft.nl 1/ 115 Infrastruktura Danych Przestrzennych w Polsce i Europie Seminarium, AR Wrocław

2 Zawartość SDI Standardy INSPIRE Aspekt prawny Aspekt finansowy systemy, standardy, polityka zasady, organizacje DG-JRC, plan, status wolność, przedsiębiorczość, ochrona, prywatność koszty, korzyści, opłaty Podsumowanie 2/ 115

3 Wprowadzenie Transfer danych mobilność interoperatywność 3/ 115

4 Zasada interoperatywności Narzędzia Języki Koncepty Specyfikacje Testy zgodności Modele odniesienia Zasady Kodowanie Interfejsy 4/ 115

5 Zasada interoperatywności Dwa główne obszary interoperatywności Zawartość Serwisy Serwis A z interfejsem 5/ 115

6 Infrastruktura Danych Przestrzennych ang. SDI źródła danych bazy danych, metadane polityka & umowy instytucjonalne standardy sieć & technologia serwisy edukacja użytkownicy 6/ 115

7 Głowne zasady SDI Główne zasady SDI jednokrotny zapis a wielokrotne użycie profesjonalne zarządzanie 7/ 115

8 Organizacyjne apsekty SDI utrzymanie danych źródłowych w celu zapewnienia jakości stworzenie współpracy między użytkownikiem a dostarczycielem usług bariery niższego poziomu dostarczanie szablonów dla generowania zapytań, rozwiązanie problematyki praw autoskich, licencje, koszty, prywatność, wprowadzanie standardów i formatów danych dostępność off-line/online ( , FTP), za pośrednictwem brokera lub interoperatywnie 8/ 115

9 Rodzaje SDI (after Masser) formalnie zarządzane przez rząd danego kraju (np. USA, Portugalia) rozwinięte z krajowej koordynacji systemów informacji GI (np. Holandia, Australia/Nowa Zelandia) 9/ 115

10 Hierarchia SDI Globalna SDI Regionalna SDI Niska szczegółowość (za: Williamson) Krajowa SDI Stanowa SDI Lokalna SDI Zakładowa SDI Większa szczegółowość 10 / 115

11 Czynniki rozwoju SDI polityczne rozwojowe kulturalne technologia ekonomia partnerstwo czynnik ludzki polityka chrona & bezpieczeństwo koncept Czynniki zewnętrzne Czynniki środowiskowe Czynniki wewnętrzne Czynniki pojemności Organizacja SDI (za: Williamson) Uczestnictwo 11 / 115

12 Funkcje SDI odkrycie danych transfer danych opracowanie danych zastosowanie danych eksploracja częściowo -główna - aplikacja wspierająca wymagania : - semantyka standardów - uzgodniona składnia 12 / 115

13 Katalog serwisów Zasady katalogowania serwisów dokumentowanie i lokalizacja danych dokumantowanie zawartości i struktury modelu danych dostarczanie programów i informacji 13 / 115

14 Open Geospatial Consortium OGC używa needing Interfejs użytkowni data ka użytkownik Sformułowanie zapytania Katalog bramowy szukanie Katalog(i) serwera wyjście Dostarczenie danych metadane Dane przestrzenne Transport metadanych Transport danych Serwisy metadanych Odkrywanie metadanych Wymyślanie danych Eksploracja danych 14 / 115

15 OGC OGC model internetowy dostawca klient charakterystyka urządzeń ograniczenia obrazów styl ekran działanie Generator wyświetlania elementu obraz wyświetlane elementy cechy Wyświetlanie serwisów Działanie serwisu Serwis DEG duży klinet drobny klient (only in raster with JPEG) średni klient (używa serwisu WebCGM, SVG (używa generatora wyświetlania elementu z pojedynczą klasą XML i GML po stronie klienta) ograniczenie zapytań Filtr Filtrowanie serwisu Źródło danych 15 / 115

16 OGC Spojrzenie niezależne Kodowanie informacji przestrzennej w celu przechowywania i transportu Umożlwienie rozbudowy Wydzielenie zawartości z zestawu (np. GML jest DLM ale nie DCM) Umożliwienie integracji danych nie-przestrzennych Umożliwienie łatwego połączenia do innych danych 16 / 115

17 OGC SDI w oparciu o Internet Wymaga konsensusu standardów OGC w następujących obszarach: model geometryczny zarówno raster jak i wektor opis zestawów geo-danych dostęp i zapytania metadanych (zastosowanie katalogów OGC ) wybór geo-danych (zastosowanie specyfikacji web-mapowego serwera sieciowego OGC ) formatowanie (i transfer) zestawów geo-danych (użycie GML) XML: extendable Modelling Language HTML: Hyper Text Mark-up Language GML: Geography Mark-up Language dla aplikacji internetowych UML: Unified Mark-up Language 17 / 115

18 Serwisy katalogowe Inne funkcje podstawowe generalizacja konceptualna prezentacja niezależna od skali rozwinięcie klas transformacja współrzędnych obiekty otrzymane z opracowania obrazów serwisy interpetacyjne ułatwienie interpretacji obróbka obrazu wymiarowanie, kolor, kontrast oraz analizy matematyczne i statystyczne opracowanie obiektów przestrzennych topologiczne, geometryczne 18 / 115

19 Przyszłość SDI Technologia WAP GPS aktualizacja mobilna telefony komórkowe, palmtopy itp. aktualne pozycjonowanie i planowanie tras aktualizacja baz danych wirtualna i WAP technology powiększona rzeczywistość GPS wizualizacja (nie-)widzialnych obiektów w 3D mobile telephones, palm computers, etc for actual positioning in route planning 19 / 115

20 Standardy standaryzacja Stały rozwój umów i zasad określonych między użytkownikami w celu budowy jedności i przejrzystości wszędzie tam gdzie różnorodność nie jest rządana standard udokumentowane porozumienie między potencjalnymi użytkownikami 20 / 115

21 Standardy Ogólne aspekty Pełny konsensus Dowolność akceptacji oraz więcej... standard kontra norma transfer kontra wymiana obiektowość kontra orientacja obiektowa 21 / 115

22 Standardy Hierarchia standardów Standard międzynarodowy organizacja międzynarodowa Standard krajowy Krajowy komitet standaryzacyjny prawo standaryzacyjne zlecenie rządowe (przepis wykonawczy) Standard domeny ministerstwa (departamenty) grupy i organizacje Standard aplikacyjny wewnątrz sektora prywatnego (przedsiębiorstwa) 22 / 115

23 Standardy rodzaje Standardy formalne (zatwierdzone przez krajowe/lokalne komitety standaryzacyjne, osiągnięty konsensus) np.: NEN, BSI, ANSI - krajowy CEN - europejski ISO - międzynarodowy IEEE - Institute of Electric and Electronic Engineers ITU - International Telecommunication Union Standardy konsorcjów przemysłowych np.: Open Group (wcześniej X/Open) OMG (Object Management Group UML / XML) OGC (OpenGeospatial Consortium GML) Standardy organizacji zawodowych np.: ACM - Association for Computing Machinery 23 / 115

24 Standardy Rodzaje poziomu niższego osprzęt i fizyczne złącza np. kable i wtyczki, interfejsy elektryczne, sprzęt komputerowy, media przechowujące dane komunikacja sieciowa i standardy zarządzania np. protokoły Standardy dotyczące systemów operacyjnych np. architektura zarządzania obiektami, zarządzanie siecią dystrybucji poziomu wyższego kolejny slajd 24 / 115

25 Standardy Rodzaje poziomu niższego poziomu wyższego Standardy interfejsów uzytkownika Standardy transferu / formatu danych Programowanie, rozwój i zastosowanie standardów Standardy użytkownika 25 / 115

26 Standardy danych przestrzennych Cele efektywność / koszty odsunięcie się od ogrodzonego ogrodu (moving away from walled garden), rozwiązania pojedynczego sprzedawcy (single vendor solutions), ograniczona liczba partnerów oraz trudności integracyjne zapobieganie utracie informacji transfer wiedzy rozwój jakości 26 / 115

27 Standardy danych przestrzennych ISO 8211 / 9375 Opis sesji zapytań Zapis recordu opisowego Rekordy opisu danych (Edifact) Electronic Data Interchange for Administration, Commerce and Trade koniec; koniec; data records --- end; koniec; 27 / 115

28 Standardy danych przestrzennych Zasada transferu danych n(n-1) użytkownik A system P jeśli P = Q konwersja z/do A GUTS Geo- Uniform Transfer Standard 2n Użytkownik B system Q konwersja z/do B Standardy geo-aplikacyjne krajowe, CEN/TC 278, ISO/TC / 115

29 Organizacja procesu standaryzacji Oficjalne instytucje OGC ISO IEC świat CEN Cenelec Europa Afnor BSI DIN NEN NEC krajowe 29 / 115

30 ISO International Organization for Standardization ISO jest słowem/akronimem... z Greki ' isos ', = ' równy pojawia się w izometria izonomia izobar izolinia (jednakowych wymiarów) (te same prawa dla wszystkich ludzi, równość praw) (jednakowe ciśnienie) (ta sama wysokość) 30 / 115.

31 Współpraca europejska Aktualne relacje Wcześniejsze relacje EuroGeographics EuroSDR CERCO Megrin AM/FM UDMS pomiary ISO TC211 Konwencja wiedeńska TC278 CEN TC287 Photo OEEPE Carto EUROGI DG VIII UE DG XIII 31 / 115

32 Standardy CEN/TC 287 GI Geographic Information (faza 1 - do 1999) ENv 12009: 1997, Reference Model ENv 12160: 1997, Data description - Spatial schema ENv 12656: 1998, Data description - Quality ENv 12657: 1998, Data description - Metadata ENv 12658: 1998, Data description - Transfer ENv 12661: 1998, Referencing - Geographic identifiers ENv 12762: 1998, Referencing - Position ENv 13376: 1999, Data description - Rules for application schema CR 12660:1998, Processing - Query and update: spatial aspects CR 13425: 1998, Fundamentals - Overview CR 13435: 1998, Vocabulary CR 13568: 1999, Conceptual schema language Straciły ważność w roku 2003! 32 / 115

33 Geo-standardy ISO/TC 211 Informacja geograficzna / Geomatyka (stan na ) ISO Reference model ISO Overview (str. 1 z 3) ISO Conceptual schema language ISO Terminology ISO Conformance and testing (published) ISO Profiles ISO Spatial schema ISO Temporal schema ISO Rules for application schema ISO Feature cataloguing methodology ISO Spatial referencing by co-ordinates ISO Spatial referencing by geographic identifiers ISO Quality principles ISO Quality evaluation procedures ISO Metadata... and / 115

34 Geo-standardy ISO/TC 211 Informacja geograficzna / Geomatyka (stan na ) ISO Positioning services ISO Portrayal (strona 2 z 3) ISO Encoding ISO Services ISO/TR Functional standards (new revision started) ISO/TR Imagery and gridded data ISO/TR Qualifications and certification of personnel ISO Schema for coverage geometry and functions ISO Imagery and gridded data components ISO Simple feature access Common architecture ISO SFA Geographic information - SQL option ISO SFA COM/OLE ISO Profile Gi - FACC Data Dictionary ISO Geodetic codes and parameters... oraz / 115

35 Geo-standardy ISO/TC 211 Informacja geograficzna / Geomatyka (stan na ) ISO Web map server interface ISO Imagery and gridded data framework ISO Sensor and data model for imagery and gridded data ISO Data product specification ISO Location based services possible standard ISO Location based services tracking and navigation ISO Multimodel location based services for routing and navigation ISO Procedures for geographical information items ISO Geography Markup Language ISO Generally used profiles of the spatial schema ISO Data quality measures ISO Metadata XML implementation specification ISO Technical amendment to the ISO 191** ISO Schema for moving features 35 / 115

36 Ogólne podejście ISO/TC 211 OSE Open Systems Environment RM ODP Reference Model Open Distributed Processing MDA Model Driven Architecture z języka UML do specjalnej implementacji na odpowieniej platformie 36 / 115

37 Standardy ISO/TC 211 Zawartość SDI inżynieria, technologie zawartość (dane) organizacje wdrożenia ISO Conceptual schema language ISO Spatial schema ISO Temporal schema ISO Rules for application schema ISO Feature cataloguing methodology ISO Spatial referencing by coordinates ISO Spatial referencing by geographic identifiers ISO Quality principles ISO Quality evaluation procedures ISO Metadata ISO Metadata - Part 2: Extensions for imagery and gridded data ISO/TR Imagery and gridded data ISO Schema for coverage geometry and functions ISO Imagery and gridded data components ISO Profile - FACC Data Dictionary ISO Geodetic codes and parameters ISO Imagery, gridded and coverage data framework ISO Sensor and data model for imagery and gridded data ISO Data product specification ISO Generally used profiles of the spatial schema and of similar important other schemas ISO Data quality measures 37 / 115

38 Klasyfikacja standardów ISO ISO Conceptual schema language ISO Spatial schema ISO Temporal schema ISO Rules for application schema ISO Feature cataloguing methodology ISO Spatial referencing by coordinates ISO Spatial referencing by geographic identifiers ISO Quality principles ISO Quality evaluation procedures ISO Metadata ISO Metadata extensions for imagery and gridded data ISO/TR Imagery and gridded data ISO Schema for coverage geometry and functions ISO Imagery and gridded data components ISO Profile - FACC Data Dictionary ISO Geodetic codes and parameters ISO Imagery, gridded and coverage data framework ISO Sensor and data model for imagery and gridded data ISO Data product specification ISO Generally used profiles of the spatial schema and of similar important other schemas ISO Data quality measures 38 / 115

39 Stan standaryzacji ISO CEN Standardy wstępne (Pre-standardy) WD Projekt Grupy Roboczej WD Projekt Grupy Roboczej CD Projekt Komitetu CD Projekt Komitetu DIS Projekt Standardów Międzynarodowych pren poprzez wniosek FDIS końcowy DIS pren poprzez głosowanie ENV tymczasowa EN IS International Standard EN European Norm Standard Międzynarodowy Norma Europejska Teraz UAP! 39 / 115

40 Podstawy Geo-standardów Ogólny model danych Data skojarzenie S[0:?] ASPEKT SEMANTYCZNY element Jest_identyfikowany by S[0:?] Jest_włąsnością S[0:?] idenyfikator własność skojarzenie topologia_przez_ S[0:?] Ujęcie przestrzenne 1 Ma pozycję S[0:?] pozycja ASPEKT PRZESTRZENNY topologia geometria Posiada kształt S[0:?] kształt 40 / 115.

41 Wprowadzenie metadanych Greka: 'dane dotyczące danych' meta data [McIntosh 1968] meta-data [Homer 1978], [Ziegler 1978], [Weber 1978], [Schelling 1978] metadata [DLC 1979] Po raz pierwszy użyte W literaturze komputerowej / informatycznej w roku 1968 po raz pierwszy we Wspólnocie Europejskiej (lata 60) później w literaturze amerykańskiej (metadata, lata 80) 41 / 115

42 Definicja metadanych ISO/TC 211 dane na temat zawartości, jakości, warunków i innych charakterystyk danych 42 / 115

43 Funkcje metadanych Wymagania analityczne metadanych lokalizacja ocena pozyskanie zastosowanie katalog wewnątrz rekord raport bazy danych historia tekstowy 43 / 115.

44 Podstawy metadanych Zastosowania teorii Podzestaw j Podzestaw i Podzestaw k Introduction Wrocław, SDI December 2, 2004 OpenGIS Maps Standards Example Zestaw danych Z Zestaw danych X Zestaw danych Y metadane j metadane i metadane k metadane i,j,k,x,y,z metadane Z metadane X metadane Y metadane 44 / 115

45 Podstawy metadanych Ustawienia hierarchii i integracja Super SET SET Sub SET V = ( V,  ) Meta SET V jest zadaną wartością x  y x = x? y x? y = y lub opisujący zadany związek zestawów (x, y) pomiędzy? X =? t T x t = infimum (największy dolny zakres)? X =? t T x t = supremum (najmniejszy górny zakres) 45 / 115

46 Poziomy abstrakcji metadanych Rodzaj zbiory produkty jednostki danych grupy obiektów przypadki przykład (charakterystyka) serie map topograficznych zdjęcia i obrazy organizacja danycha atrybuty i klasy przypadki występowania specjalnych typów obiektów 46 / 115

47 Podstawy metadanych Modularność metadanych Składanie schematów metadanych łączenie elementów z różnych schematów / słowników w sposób zapewniający syntetyczną i semantyczną interoperatywność np.: snapowanie przyciąganie ich do większych struktur przystosowanie potrzeb specjalnych aplikacji np.: zawsze pojawiający się identyfikator ID podczas gdy stopień zachmurzenia pojawia się tylko w fotogrametrii lotniczej i teledetekcji dopasowanie do zastosowań specjalnych..następny slajd 47 / 115

48 Podstawy metadanych Modularność metadanych Składanie schematów metadanych poprzedni slajd Odpowienie dopasowanie do zastosowań specjalnych np.: 'ilustrator', 'autor', kompozytor' lub 'rzeźbiarz' stanowią poszczególne typy ogólnego terminu twórca data utworzenia', '- modyfikacji', - akceptacji' posiada węższe znaczenie niż sama data 48 / 115

49 Podstawy metadanych Domena metadanych umiędzynarodowienie Odkrywanie zasobów naturalnych przy użyciu: globalne konwencje w praktyce języki i zestawy znaków lokalizacja serwis lokalnej społeczności stosujący - lokalne konwencje Globalizacja kontra funkcjonalność 49 / 115

50 Podstawy metadanych Zawartość metadanych Modele konceptualne definiowanie UoD (atrybuty i związki między obiektami) struktury (nie używać list!) słownictwo kontekstowe (języki formalne) profile zastosowań następny slajd 50 / 115

51 Podstawy metadanych Zawartość metadanych Modele konceptualne... wcześniejszy slajd profile zastosowań schematy metadanych (modularność i ekstensywność) Podział potrzeb funkcjonalnych poszczególnych zastosowań przez: naczelność (ograniczenie do elementu: M, O, C) wartość ograniczeń przestrzeni (domeny) deklarowanie odstępów w nazwach 51 / 115

52 Zastosowanie metadanych Rozwiązania systemowe Dublin Core Metadata Initiative ( DCMI ) Dublin Ohio, U.S.A, DC powołana do kierowania tematami, językami, kulturami Adaptacja przez rządy, biblioteki, muzea, archiwa, wydawnictwa, repozytoria nauk środowiskowych, drukarnie, e-archiwa Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE) Learning Object Metadata Working Group ISO Informacja geograficzna / Geomatyka Metadane org/ 52 / 115

53 Geo- pod-standardy Przegląd metadanych identyfikacja definiowanie zestawu katalog metadanych znajdowanie zestawu słownik metadanych definiowanie zawartości metadane o metadanych definiowanie zestawu metadanych Zestaw metadanych identyfikacja Ontology katalog słownik metadane 53 / 115

54 ISO W oparciu o standardy metadanych oraz... ANZLIC Core Metadata Elements, listopad 1995 ANZLIC Working Group on Metadata Australia and New Zealand Land Information Council, Sydney CAN/CGSB , lipiec 1994 Canadian Directory Information Digital Geo-referenced Data Sets, Canadian General Standards Board, Ottawa CEN ENv 12657, Geographic Information Metadata, Comité européen de Normalisation, Bruksela, wrzesień 1996, FGDC Content Standard for Geo-spatial Metadata US Federal Geographic Data Committee, Waszyngton DC 8 czerwca / 115

55 ISO o transfer standardów DIGEST, styczeń 1994 DIgital Geographic information Exchange Standard Digital Geographic Information Working Group, NATO S57- OC, październik 1995, Monako International Hydrographic Organisation / Bureau SDTS, sierpień 1992, Gaithersburg, MD, U.S.A. Spatial Data Transfer Standard, US Department of Commerce 55 / 115

56 ISO Cykle powstawania ISO Projekty robocze wersja 1.0 marzec 1996 wersja 2.1 czerwiec 1997 wersja 1.1 październik 1996 wersja 3.0 wrzesień 1997 wersja 1.2 grudzień 1996 wersja 3.1 grudzień 1997 wersja 2.0 styczeń 1997 wersja 4.0 luty 1998 Projekty komitetu wersja 1.0 lipiec 1998 ( 962 komentarzy ) wersja 2.0 liestopad 1999 ( 1422 komentarzy ) wersja 3.0 czerwiec 2000 ( 655 komentarzy ) Projekt standardu międzynarodowego wersja 1.0, wrzes.2001 Projekt finalny wersja 1.0, wrzesień 2002 Międzynarodowy standard wersja 1.0, wrzesień / 115

57 ISO Model obiektowy oparty o Object Management Group s (OMG) Unified Modelling Language (UML) Katalog danych w oparciu o ISO Information Technology Specification and standardisation of data elements (all parts) Wspólnie: kompletny model konceptualny 57 / 115

58 ISO Zawartość Informacje o zastosowaniu metadanych metadane rymagane dla każdego zestawu geodanych, a opcjonalnie dla agregacji Pakiety metadanych definiowanie zestawów elementów metadanych Jądro metadanych definiowanie minimalnego zestawu elementów metadanych 58 / 115

59 ISO Zestawy danych tytuł data odniesienia odpowiedzialność lokalizacja geograficzna język zestaw znaków kategoria tematyczna skala abstrakt nazwa formalna wersja formatu dodatkowe informacje system odniesienia ilośc linii typ reprezentacji przestrzennej źródło on-line zestaw minimalny Zestawy metadanych punkt kontaktowy data stempla zestaw znaków język identyfikator pliku nazwa standardu wersja standardu Legend: mandatory conditional optional 59 / 115

60 ISO Profile ISO pozwala na specyficzne zastosowania umożliwiające rozwój własnych profili zgodnie z ISO Rozszerzenia ISO umożliwia rozszerzenia ( lokalizacje standardu ) definiowane w Aneksie informacyjnym ( Informative annex ) 60 / 115

61 ISO Przyszły rozwój Serwisy ISO rozwój szczegółowych serwisów metadanych Imagery, gridded and coverage data Sensor and data model Dokona się zmiana ISO Metadane - część 2 ISO zastosowania profili ujętych w Standardzie Metadanych ISO / 115

62 Metadane na świecie Wdrożenia Europa CEN ENv ( ISO 19115? ) Ameryka Północna ( MoU profil ISO ) U.S.A. FGDC zawiera standard metadanych Kanada CAN/CGSB Ameryka Południowa, głównie: Karaiby FGDC zawiera standard metadanych Pacyfik ANZLIC Core Metadata Elements ( profil ISO 19115) Azja brak standardów ( ISO ) 62 / 115