CC BY
35
УДК 528.9
Эрик Тайле
Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg
(State Survey and Geospatial Basic Information Brandenburg), Potsdam, Germany
НОВЫЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ГЕРМАНИИ. ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ААА-СИСТЕМЫ (AFIS-ALKIS-ATKIS)
1. Предисловие
Существующие в настоящее время геоинформационные системы геодезического и кадастрового управления в Германии себя уже зарекомендовали. И теперь, почти через 30 лет, предстоит переход к более открытым системам с соблюдением международных норм, стандартов и технологий. Разработанные внешние структуры данных моделируются согласно унифицированию. Они согласованы и гармоничны. Кроме того, имеется Федеральный унифицированный интерфейс обмена данными. При использовании современных средств коммуникации, в частности интернет-технологии, пользователям предоставляется значительные преимущества в применении геобазисных и геотематических данных.
2. Информационные системы кадастра до введения ALKIS
Программные продукты ALB, ALK и ATKIS с 70-х годов прошлого века
оказали существенное влияние на развитие и оптимизацию технических процессов в области управления геоданными. Оглядываясь назад и, несмотря на постоянно растущую критику, следует отметить большие успехи, достигнутые в результате применения вышеупомянутых систем. Так или иначе, ALB и ATKIS полностью охватывают территорию Германии, а ALK почти полностью.
Эти программы, разработанные по инициативе AdV (Рабочее содружество землемерно-геодезических управлений земель Федеративной Республики Германии), открывали перспективы для развития географических информационных систем, так как здесь впервые геобазовые данные структурировались вектором и объектом. Одновременно Геодезическое Управление предложило ввести в масштабах Германии интерфейс для графических геобазовых данных (EDBS), позволяющий изменять команды: внесение, удаление и изменение. Так же реализовалась текущая модернизация вторичных массивов (объёмов) данных - позже также и для ALB. Все это в контексте, в котором были предприняты только первые робкие попытки к нормированию для геобазовых данных, и предложено введение графических систем на основе неструктурированных данных вектора.
Реализация упомянутых программных систем может осматриваться как открывающая перспективы: индустрия ГИС приняла эти решения в различных мерах и вместе с тем дала стимулы также к всемирному нормированию в области геобазовых данных.
Вопреки всем успехам ALB и ALK/ATKIS нужно сказать, что концепция банков данных существует уже более 70 лет, но она не удовлетворяет
сегодняшним точкам зрения. Предложенные интерфейсы этих систем в течение ряда лет развились также специфически для страны.
Информационные кадастровые системы столкнулись со следующими проблемами:
- Три различные системы геоданных из программы AdV (включая несколько информационных систем, которые ведутся на основе GIS
индустрии);
- Вследствие этого частично избыточное отношение данных;
- Не полное единство в интерфейсах;
- Отклонения содержания в деталях и разная семантика.
3. Новый стандарт
Способы устранения этих недостатков, конечно же, разные. Однако, без сомнения, они существуют и снова и снова являются поводом для критики. Причина для этого в следующем: в 1995 году AdV решилось установить совершенствование произведенных программных систем и описывать вместо этого стандарт, который может устранять вышеупомянутые недостатки и дать установки руководству кадастра.
Руководствуясь этими требованиями в многолетней работе, была разработана 3А - модель, которая удовлетворяет всем известным отраслевым схемам - информационной системе кадастра (ALKIS), официальной информационной системе опорных точек (AFIS), а также официальной топографо-картографической информационной системе (ATKIS). Это было опубликовано в виде «Документация моделирования государственной геоинформации (GeoInfoDok)» и она доступна в интернете на сайте AdV: www.adv-online.de.
Стандарт AdV описывает внешнюю точку зрения о геобазовых данных и их структурах. Во внутренние же структуры, намеченные фирмами, и в процессы соответствующих решений вмешиваться категорически запрещается.
ЗА-модель имеет следующие особенности:
- 3А-модель учитывает полностью существующие сегодня международные нормы и стандарты;
- Моделирование для всех геобазовых данных происходило согласно унифицированным точкам зрения;
- Геобазовые данные были согласованы, т.е. те же самые объекты в разных информационных системах моделируются только однажды и поэтому совпадают по содержанию и значению;
- Унифицированный интерфейс находится в распоряжении в пределах федерации для обмена данных;
- Была интегрирована беспрерывная концепция истории данных.
Нужно подчеркнуть, что вся экономика ГИС сотрудничала в развитии
3А-модели. Так же заботились о научном сопровождении. Участники этого мероприятия были очень заинтересованы в том, что бы разработанный ими стандарт получил признание и был всеми одобрен.
За реализацию стандарта, основанного на ЗА-модели, взялась экономика GIS. Теперь нужно ожидать 5 различных решений процесса. Первые дополнения осуществляются с 2006 г. В нескольких странах уже в 2007 году началось развитие на полную мощь.
4. Переход на решение 3А-модели
Использование новых технологий вселяет надежду пользователям, что теперь все будет решаться быстрее, проще и лучше. Пользователями могут быть не только лица, работающие в геодезическом и кадастровом управлении, но и в областях, где создаются геобазовые массивы данных для служебного (внутреннего) пользования геодезическими управлениями.
Наряду с имеющимися трудностями, связанными с использованием нового решения, клиент (потребитель) должен принять новый интерфейс. Здесь могут возникнуть некоторые неудобства. Однако следует надеяться, что фирмы по разработке GIS в собственных же интересах и в достаточно короткий срок совместят новый интерфейс, совместимый с имеющимися у них системами. Поэтому несколько стран уже сигнализировали также, что они отказались от миграции данных, например, ALKIS, в прежние (старые) интерфейсы.
После ожидающейся фазы отрезвления в этом отношении, будут видны преимущества использования решений процесса ALKIS сначала в пределах управления геодезии и кадастра.
5. Единая точка зрения на геобазовые системы информации
Процессы по дальнейшему развитию и использованию геобазовых
данных, которые могут считаться частью цепи деловых процессов, уже смоделированы и реализованы.
Большинство стран расширяют деловые процессы таким образом, что они соответствуют также профессионально-технической квалификации, от подачи исходных полевых данных до стыковки с первоначальным массивом данных. Начиная с момента подачи заявлений на обновление данных, ALKIS может взять под свой контроль всю документацию (шаг за шагом). Это способствует безупречности и вместе с тем обеспечению правопорядка. Можно указать несколько ярких существенных изменений при внедрении решений 3A- модели.
В пределах отраслевых схем больше не имеется никакой избыточности. На первый взгляд можно подумать, что между ALKIS и ATKIS есть перекрытия. Обе системы смотрят на реальный мир по-своему. Объекты с ALKIS, ATKIS, а также AFIS гармонично смоделированы. Данные также согласованы - как по содержанию, так и по семантике, что облегчает общее использование всех геобазовых данных.
Будущие решения проблемы требует глобального взгляда с помощью геобазовых данных на все ГИС (рис. 1). Недавний пример - это намеченная в первом образовании официальная базовая карта для целевого масштаба 1: 5000 (ABK5). Здесь AdV исходит из того, что карта с этим целевым масштабом должна была производиться при общем использовании от ALKIS и ATKIS-данных.
Рис. 1. Общий взгляд на ГИС
Согласование и общее моделирование идут на пользу также вертикальному потоку данных. К примеру, здания из АКЮБ могут интегрироваться без проблем в продукты АТЫЗ. И наоборот, АТЫ^ с его актуальными топографическими сведениями может дополнять также ALKIS. Одним словом: в будущем будет возможен основанный на разделении труда учет, руководство и решающее использование геобазовых данных.
Имеет также значение обширная программа (концепция) историй, которая интегрируется в решение 3А. Пользователь имеет здесь выбор между стандартным управлением историй, при котором подчеркивается исторический момент исключительно как вид дополнения (земельный участок и полная история). При последнем раскрывается полная история для всех элементов геобазовых систем информации, которая была сделана до настоящего момента.
Значение имеет также обширная программа истории геоданных, интегрируемая в решение 3А.
6. Унифицированное содержание геобазовых систем информации
Более высокую ценность до сих пор составляло единство всех геобазовых данных. AdV определил для кадастра состав основных данных, который должен предлагаться в будущем всеми кадастровым управлениям. Они должны предлагать стандартные расходы текстового и графического вида, которые соответствуют точно объему основных данных. Управление кадастра, которое обрабатывает дальнейшие сведения ALKIS, должно вносить дополнительные сведения для выдачи основных стандартных данных. Это касается в равной степени аналоговых и цифровых стандартных издании, а так же выписок данных и актуализации вторичных фондов. При этом сам кадастр может предлагать дополнительные издания.
При установлении состава основных данных Ас1У учитывались:
- Составляющие данные, которых требуют в пределах федерации представители из права, управления и экономики;
- (В будущем) для возвышения площадей, согласно аграрному статистическому закону, поставляемым группам видов использования и видам использования (минимальная программа);
- Составляющие данные, которые оговорены между AdV и комиссией федеральных стран по коммуникации поземельной книги и кадастра.
Состав основных данных определен также и для ATKIS и он будет модифицирован.
7. Воздействия для клиента
Для передачи сегодняшних структур данных в новую модель используется программное обеспечение миграции, которое трансформирует модель и предоставляет геоданные для первичной обработки в новой модели. Центральный новый нормированный интерфейс NAS - (Normbasierte Austauschschnittstelle) - программировался в формате XML по международным стандартам. XML нашел широкое распространение в области интернета. Международные стандарты облегчают пользование геоданными и за рубежом.
После преодоления вышеописанных начальных трудностей, преимущества общего использования различных банков данных будут лучшим образом отображаться также на клиентах. Это будет тем заметнее, чем больше клиент использует геоданные наряду с тематическими (отраслевыми) данными, которые моделируемы по тем же самым или похожим правилам как стандарт 3A, т. е. с учетом международных норм и стандартов. Здесь следует указывать, в частности, на нормы серии ISO -19100 и на стандарты Open Geospatial Consortiums (OGC).
По этим заданным величинам моделируемые и реализованные тематические массивы данных располагают так же, как и решения ЗА-модели открытыми интерфейсами. AdV приветствует моделирование систем специальной информации, которые были использованы в разработке стандарта 3A. Таким образом, могут предлагаться следующие услуги по развитию специальной информационной системы на базовой схеме ЗА:
- Использование объектов тематических схем ЗА;
- Использование видов объектов базовых схем для системы тематической информации;
- Использование программных средств из ЗА для тематической информационной системы.
Если эти предпосылки не даны, AdV рекомендует специальную информационную систему разрабатывать непосредственно на основе модели ISO-19100 с применением принципов моделирования GeoInfoDok и при необходимости при частичном использовании базовых схем ЗА (см. рис. 2).
Рис. 2. Разные возможности использования программы 3A отраслевыми
банками данных
8. Клиенты и сервис для клиента - геоинфраструктура данных
Проще говоря, ISO нормирует геоданные в полном объеме. Определяются геометрия, объекты и метаданные, предлагаются стандартное описание данных. OGC основывается на ISO и что очень важно, предназначено для дополнения интероперабельности геоданных, в частности, принимая во внимание использование интернета.
Для извлечения пользы необходимо, что бы различные геобазовые данные и тематические массивы данных были соединены между собой. Новая открытость систем делает это возможным. Программа, с помощью которой должны связываться поставщики, производители и конечные пользователи (потребители), в Германии называется геоинфраструктурой (GDI).
В странах Федеративной Республики Германии были созданы сначала проекты GDI на земельном уровне, которые направляли ее основное внимание на сшивание геобазовых данных в общественной области. Это могли быть только «первые шаги к реализации». От GDI-DE до европейского уровня INSPIRE предпринимаются теперь активные усилия, чтобы предоставить необходимые инструменты и возможности по использованию существующих геоданных. Связывающим элементом этих инициатив, и вместе с тем гарантом взаимной интеграционной способности, является требование к доступности геосведений в стандартизируемых данных и службах.
Настоящую жизнь вдыхает соответствующий OGC web-сервис. Для всех мыслимых применений этот сервис способствуют тому, чтобы геоданные можно было использовать быстрее и более эффективно. Примеры:
- Web-Map-Service (WMS) переносит растровые данные в интернете;
- Разработка web-Feature-сервисы (WFS) для транспортирования ориентированных на объект векторных данных;
- WGS (web-Gazetteer сервис) должен делать возможным доступ к данным, относящимся к названиям в географических списках;
- Web-Catalog сервис делает возможным обмен метаданными.
Остановимся коротко на типичном примере „Web-Map-Service".
В самом простом случае пользователь может запрашивать его непосредственно из интернет-браузера. Служба предстает в этом случае не иначе как обычная web-страница. С помощью кнопок и полей ввода пользователь может, например, определить желаемый участок карты. Установки посылаются в сервис, который отвечает за пересылку соответствующего картографического материала. Данные предоставляются сервисом без учёта знаний информационной техники или геодезии.
Возрастающим требованиям необходимы дополнительные инструменты. Сервис OSCI (Online Services Computer Interface) должен в будущем сделать возможным передачу ALKIS при соблюдении законно заданных величин. Реальным является также и сервер удаленного доступа NAS (Netware Access Server), с которым кадастровые учреждения взаимно обновляют ежедневно свои вторичные массивы данных на общих границах. По опыту можно сказать: чем более интенсивно используются геоданные через интернет, тем больше необходимости в специальных приложениях (сервисах).
Web-серверы не должны использоваться на открытых системах. Геодезические управления уже предоставляют данные о таком сервисе. Примером служат информационные системы оценки земель. Но открытые системы облегчают распространение этого сервиса, следовательно, они обещают совершить здесь прорыв.
Наблюдается следующее явление: пользователи, которые до сих пор использовали большие и трудоёмкие вторичные банки данных геодезических управлений, в будущем станут использовать свои же геоотраслевые (тематические) данные, тогда отпадет необходимость во вторичных данных. По запросу через интернет с помощью web-технологии поставщик передаёт геоотраслевые данные, которые он одновременно загружает соответствующими геобазовыми данными геодезических управлений. Таким образом, заказчик получает сразу две части, т.е. полный объём данных.
Такое развитие позволяет вытеснять обычную сегодняшнюю передачу более мелких частей карт (вырезки) полностью на задний план. Цветные изображения станут стандартом. Возможные комбинации различных геоотраслевых данных почти неисчерпаемы. При совмещении кадастровых данных с геотематическими, такими как застройки (фактические и бывшие), загрязнение земель, биотопы, трубопроводы и т. д., предоставляется полная информация и о земельном участке (см. рис. 3).
Рис. 3. Сбор сведений из геобазовых данных и геоотраслевых данных для
пользователя
В специальной литературе часто встречается высказывание о том, что 80% всех решений имеет геодезические привязки. Они связаны с вопросами „где" а так же „куда". Ввиду этого нас не удивляет, что доступность геосведений играет решающую роль также в рамках e-government. Тем не менее, речь идет не только об отношениях между гражданином и управлением (ведомством), а о том, что при улучшенном доступе к государственным геосведениям, можно получить прибыль частным хозяйством и соответственно доход народному хозяйству.
9. Сервис для сервиса, к пользе для клиента (потребителя)
Прогнозируемое многостороннее использование геобазовых данных требует дополнительных услуг гео- и кадастровых управлений.
Метаданные, которые до сих пор спрятаны в актах и картотеках, неоходимо подготовить: где и какие геобазовые данные существуют и как их нужно приобрести. Для того чтобы клиент в пределах геоинфраструктуры данных смог искать целенаправленно наборы данных, которые соответствуют его требованиям (например, относительно содержания, комплектности и актуальности). Банк метаданных соответствует попыткам международной стандартизации с уже вышеупомянутыми преимуществами.
Банк метаданных имеется для каждой отраслевой схемы. Они пока существуют в основном по отдельности для каждой схемы, но в общем виде и собраны в соответствующих ведомствах. Теперь информации ЗА системы будут введены на объекты.
Так, например, в ALKIS каждая опорная точка получает метаданные о её точности, а каждый объект (здание) информацию о его происхождении (т.е. измерении или дигитализации). В будущем, возможно, что атрибуты объектов будут непосредственно передаваться в банк метаданных.
Вход в мир геоданных в будущем будет осуществляться через геопорталы, которые уже частично предлагаются на региональном уровне.
Интернет-пользователь может очень просто осуществлять поиск требуемых ему геоданных. Данные планирования (планы), биотопы, топографические карты и все другие геоданные предлагаются в условиях постоянной коммуникации между различными банками метаданных и порталами геоданных; при этом было бы замечательно, если бы поверхность портала (стартовая страница) при этом оставалась бы неизменной. Для этих сервисов открытые системы предлагают идеальные предпосылки.
10. Заключение
В этой статье показано, что наступило время для внедрения геоинформационных систем нового поколения. Это даёт преимущество всем геоуправлениям моделировать данные по единым нормам, которые гармоничны и не избыточны, что даёт возможность поэтапного их учета и ведения, а также всеобщего использования геобазовых данных
Системы 3A служат не только «гео», но и кадастровым ведомствам. В большей степени благодаря открытым системам открывается путь для оптимальной совместимости с геоданными других открытых ГИС и при предоставлении подходящих инструментов для максимального использования геобазовых данных в геоуправлениях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) - Сотрудничество управлений измерения стран Федеративной Республики Германии: „Dokumentation zur Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens (GeoInfoDok) - Version 5.0", www.adv-online.de, 31. Januar 2006 Modellierung von Fachinformationen unter Verwendung der GeoInfoDok
2. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV): „Dokumentation zur Modellierung von Fachinformationen unter Verwendung der GeoInfoDok", www.adv-online.de
3. Gärtner, Michael: „Auswirkungen des 3A-Modells für Nutzer", Symposium Praktische Kartographie - Tagungsband, Kartographische Schriften Band 12, Kirschbaum Verlag.
© Эрик Тайле, 2007
