TBD - GISLab

PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA KONCEPCYJNE TBD
dr inż. Dariusz Gotlib
PODSTAWOWE POJĘCIA
„Baza Danych Topograficznych” (skrót TBD) jest urzędową nazwą spójnego pojęciowo
w skali kraju systemu gromadzenia, zarządzania i udostępniania danych topograficznych
funkcjonującego w oparciu o właściwe przepisy prawne. Określenie „Baza Danych
Topograficznych” obejmuje zarówno zasób danych, system informatyczny zarządzania
danymi jak i odpowiedni system finansowania i organizacji. Zakres informacyjny i
funkcjonalny oraz poziom technologiczny definiują odpowiednie wytyczne i instrukcje
techniczne.
TBD rozumiana jest jako źródło danych nowej jakości w stosunku do dotychczasowych
map topograficznych, będące wynikiem ewolucji metod pozyskiwania i zarządzania danymi.
Proces tworzenia TBD należy rozpatrywać w kontekście kontynuacji dorobku polskiej
kartografii topograficznej. Model danych TBD konstruowany jest w oparciu o aparat
poznawczy współczesnej topografii i wielowiekowe doświadczenie tej dyscypliny w zakresie
terenoznawstwa. Baza Danych Topograficznych stanowić będzie jeden z istotnych elementów
szeroko rozumianego Krajowego Systemu Informacji o Terenie.
Pod pojęciem „System informatyczny zarządzania TBD” rozumie się zespół
oprogramowania i sprzętu pozwalający na sprawne i zgodne z odpowiednimi wytycznymi
zarządzanie zasobem TBD w tym m.in. kontrolę przyjmowanych do zasobu danych,
udostępnianie danych, dostarczanie mechanizmów poprawnej aktualizacji danych,
zapewnienie bezpieczeństwa danych oraz wizualizację i podstawowe analizy danych.
Pod pojęciem „Zasób danych TBD” rozumie się wszystkie dane określone wytycznymi
stanowiące zawartość TBD, zorganizowane w zdefiniowane struktury i spełniające
wymagania jakościowe TBD.
CEL BUDOWY TBD
TBD ma za zadanie spełniać funkcję zasilania aktualnymi, wysokiej jakości danymi
topograficznymi specjalistycznych urzędowych systemów informacji przestrzennej
(budowanych przez administrację, samorządy, instytucje publiczne np. systemy wspomagania
służb ratowniczych, osłony przeciwpowodziowej, planowania przestrzennego, ochrony
środowiska, zarządzania siecią drogowa itd.). Realizacja TBD ma na celu na uniknięcie
wielokrotnego pozyskiwania i aktualizacji tych samych danych przez wielu użytkowników.
Celem budowy TBD jest również zapewnienie zasilania aktualnymi danymi
topograficznymi systemów produkcji map, przede wszystkim topograficznych, ale również
tematycznych. Proces tworzenia mapy topograficznej i TBD powinny być ze sobą
skoordynowane i zorganizowane w spójny system. Zapewni to jednolite i aktualne pokrycie
kraju wysokiej jakości informacją przestrzenną zarówno w postaci analogowej jak i
numerycznej.
Dane zgromadzone w TBD mogą stanowić punkt wyjścia do budowy systemów
informacji przestrzennej dla różnych instytucji rządowych i samorządowych oraz być
wykorzystane w systemach budowanych w sektorze prywatnym.
ZAKRES INFORMACYJNY. ORGANIZACJA BAZY DANYCH.
Na obecnym etapie, najbardziej dokładny poziom informacyjny TBD przyjmuje się za
zbliżony do poziomu informacyjnego cywilnych map topograficznych w skali 1:10 000. Nie
wyklucza to możliwości wprowadzania wybranych danych z opracowań wielkoskalowych.
Odpowiednia konstrukcja struktury bazy danych i systematyki obiektów umożliwia pokrycie
terytorium kraju danymi topograficznymi o precyzji i szczegółowości zależnej od potrzeb
(charakterystyki danego terenu) i możliwości gestorów TBD.
W zasobie TBD wyróżnić można dwie wyraźne jego składowe:
- zasób podstawowy
- zasób kartograficzny
Zasób podstawowy jest częścią zasobu TBD zorganizowaną i zapisaną zgodnie z ogólnie
przyjętymi standardami dotyczącymi budowy baz danych przestrzennych właściwymi
systemom informacji geograficznej (GIS), zawierającą dane pomiarowe, niezniekształcone w
wyniku zabiegów redakcyjnych związanych z prezentacjami kartograficznymi, obarczone
jedynie generalizacją pierwotną danych wynikająca z metod pomiaru i przyjętego modelu
pojęciowego danych.
Zasób podstawowy TBD stanowią trzy główne bazy składowe:
1) „ciągła” przestrzennie wektorowa baza danych topograficznych tworzona w oparciu o
technologię GIS (komponent TOPO)
2) zapisana w podziale sekcyjnym baza numerycznego modelu rzeźby terenu
(komponent NMT)
3) zapisana w podziale sekcyjnym baza ortofotomap (komponent ORTOFOTO)
Podział logiczny zasobu na trzy elementy pozwala uruchamiać system etapami,
stopniowo dochodząc do jego pełnej sprawności informacyjnej. Taka elastyczność rozwoju
ma niebagatelne znaczenie, wobec perspektywy równoległego prowadzenia prac w wielu
„rejonach wdrożeniowych”, usytuowanych w odmiennych topograficznie częściach kraju.
Zasób kartograficzny jest częścią zasobu TBD zorganizowaną zgodnie z
kartograficznym modelem danych, będąca wynikiem przekształceń zasobu podstawowego,
służący opracowaniu wysokiej jakości prezentacji kartograficznych (w szczególności map
topograficznych) zarówno w ramach TBD jak i w zewnętrznych systemach produkcji map.
Utworzenie cyfrowego zasobu kartograficznego (map cyfrowych) ma na celu m.in.
umożliwienie udostępnienia danych topograficznych w formie cyfrowej do systemów
produkcji urzędowych map tematycznych.
Za podstawowe źródło pozyskiwania danych geometrycznych uznaje się ortofotomapę
cyfrową, wywiad terenowy oraz dane z baz danych opracowań wielkoskalowych (mapa
zasadnicza, mapy ewidencyjne). Jako źródło pomocnicze uznaje się istniejące arkusze mapy
topograficznej 1:10 000, wtórniki diapozytywów wydawniczych i materiały źródłowe ich
opracowania (np. zbiory mapy cyfrowej 1:10 000 w tzw. wersji „szkieletowej”, kalki pikiet
wysokościowych, kalki nazw itp.).
MAPA TOPOGRAFICZNA
Docelowo w ramach TBD powinno być docelowo możliwe generowanie map
topograficznych w całym szeregu skalowym. W pierwszym etapie TBD wspierała będzie
opracowanie map w skali 1:10 000.
2
Na najbardziej szczegółowym poziomie informacyjnym systemu oraz na najwyższym
poziomie kartograficznym jednym z produktów TBD może być mapa zgodna z obowiązującą
Instrukcją Techniczną „Zasady redakcji Mapy Topograficznej 1:10 000 ”. Ze względu na jej
niedostosowanie do specyfiki danych zawartych w TBD i długi cykl aktualizacyjny
opracowania mapy w zdefiniowanej przez instrukcję postaci, w ramach TBD definiuje się
dodatkowo nowy produkt – „Mapę topograficzną 1:10 000 w standardzie TBD”.
Mapa topograficzna 1:10 000 w standardzie TBD jest produktem opracowanym pod
kątem przygotowania wysokiej jakości wydruków ploterowych w niewielkich ilościach
egzemplarzy na zamówienie. Mapa ta o konwencji graficznej zbliżonej do stosowanej obecnie
na mapie 1:10 000 pozwala na zaspokojenie oczekiwań informacyjnych odbiorców przy
zachowaniu najwyższej z możliwych aktualności danych i szybkości opracowania. Mapa ta
będzie możliwa do opracowania w znacznej mierze w sposób zautomatyzowany z bazy
danych z niewielkim nakładem pracy redakcyjnej przy zachowaniu poprawnego przekazu
informacyjnego i odpowiedniej jakości kartograficznej.
ORGANIZACJA PROCESU OPRACOWANIA TBD
Schemat z rys. 1 przedstawia ogólna organizację przepływu danych TBD od procesu
pozyskania danych przez wykonawców po proces udostępnienia tych danych klientom
zewnętrznym. Schemat dotyczy procesu zasilania TBD nowymi danymi i nie obejmuje
procesu aktualizacji. Na schemacie pokazano wzajemne relacje pomiędzy poszczególnymi
elementami TBD.
Standaryzacji w ramach wytycznych technicznych TBD podlegają fragmenty oznaczone
na schemacie barwą szarą. Zbiory danych reprezentowane są przez prostokąty, natomiast
procesy poprzez elipsy. Linie przerywane oznaczają opcjonalne lub nie stosowane
obligatoryjnie na obecnym etapie rozwoju TBD elementy procesu technologicznego.
W przedstawionej organizacji procesu opracowywania TBD możliwe jest podzielenie prac
związanych z przygotowaniem danych i opracowaniem map na etapy w zależności od
lokalnych potrzeb i możliwości finansowych gestorów TBD. Pozwala również na
angażowanie w poszczególne etapy różnych wykonawców. Dodatkową korzyścią jest
możliwość dokładnego określania kosztów przygotowania danych do zasobu podstawowego
TBD oraz zasobu kartograficznego. Wybór wariantu wyniknie ze strategii wdrażania TBD.
3
4
STANDARDY WYMIANY DANYCH
W koncepcji TBD zakłada się, że wszystkie dane tworzące zasób TBD należy
przekazywać do zasobu geodezyjno- kartograficznego za pośrednictwem plików wymiany w
określonych formatach danych. Docelowo wszystkie dane przekazywane będą za pomocą
języka GML (Geographic Markup Language). Na obecnym etapie stosuje się jednak
następujące formaty:
- format GML dla danych wektorowych bazy danych topograficznych zasobu
podstawowego TBD
- format GeoTIFF dla ortofotomapy cyfrowej
- format DXF dla danych pomiarowych NMT oraz ASCII dla danych użytkowych
NMT (regularna siatka punktów)
- format GML dla danych zasobu kartograficznego
Język GML został stworzony przez konsorcjum OpenGIS (zrzeszające największych
dostawców narzędzi GIS i międzynarodowe grono ekspertów) i jest szeroko promowany i
akceptowany w świecie jako standard transferu danych geograficznych. Oparty na języku
XML umożliwia nowoczesny transfer danych pomiędzy różnymi platformami GIS.
Przedstawiony w pierwszej wersji „Wytycznych technicznych TBD” schemat aplikacyjny
GML dla potrzeb transferu danych TBD został opracowany w wersji 2.12 tego języka.
Jednocześnie w ostatnich tygodniach konsorcjum OpenGIS wprowadziło wersję 3.0 języka
GML dającą nowe, istotne z punktu widzenia TBD możliwości (metoda zapisu NMT,
rastrów, przenoszenie atrybutów kartograficznych itp.). W następnej wersji wytycznych
opracowania TBD możliwości te zostaną wykorzystane i przedstawiony zostanie
unowocześniony schemat aplikacyjny.
W zakresie wydawania (udostępniania) danych z TBD standardy zostaną określone
łącznie ze standaryzacją systemu informatycznego zarządzania TBD (o ile taka nastąpi). Poza
standardem GML przewiduje się możliwość wydawania danych dla klientów TBD w
powszechnie używanych formatach będących standardami de facto np. ArcView Shape,
MapInfo Interchange Format, ArcInfo Interchange File , DGN itd.
METADANE
W trakcie pracy każdy nowo powstający zbiór danych, bez względu na jego zasięg
przestrzenny i rodzaj powinien posiadać opisujący go zbiór metadanych. Metadane odnosi się
do dowolnego do obszaru podlegającego opracowaniu: arkusza mapy, zespołu arkuszy map,
jednostki lub jednostek administracyjnych lub dla całej bazy danych opracowanej w ramach
jednego zlecenia. Metadane te posłużą m.in do stworzenia modułu metainformacji w systemie
zarządzania TBD.
KONTROLA DANYCH
Wszelkie dane przekazywane do zasobu TBD podlegają procesowi kontroli danych.
Kontrola danych dotyczy zarówno poprawności technologicznej tj. sposobu zapisu danych,
parametrów technicznych np. topologia sieci, zgodności ze standardami wymiany danych jak
i poprawności merytorycznej tj. kompletności danych, spełnienia wymogów
dokładnościowych i zgodności danych z rzeczywistą sytuacją terenową.
5
Kontrola danych będzie przeprowadzana przez ośrodki dokumentacji geodezyjnokartograficznej wg specjalnych instrukcji. Niektóre elementy kontroli danych powinny być
dodatkowo realizowane będą przez poszczególne systemy informatyczne zarządzania TBD.
6