ГЛАВА 10 ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ

Базовые наборы данных.Расширение сферы использования ГИС и интегрированных с ними технологий обусловливает огромное разнообразие выполняемых на их основе геоинформационных проектов разного территориального охвата, предметной специа­лизации и проблемной ориентации. К принципиально новому классу проектов, начало разработки которых относится к сере­дине 90-х годов, принадлежат программы и проекты создания национальных и международных региональных инфраструктур пространственных данных (ИПД). Главный мотив создания ИПД — свобода и легкость доступа к информации со стороны госу­дарственных и коммерческих организаций и простых граждан, удобство информационного взаимодействия держателей и потре­бителей данных, устранение ведомственных информационных ба­рьеров, дублирование сбора пространственных данных, их эф­фективное использование.

Сложность реализации и масштабность подобных проектов, требующих мобилизации немалых финансовых, организационных и интеллектуальных средств для решения комплекса задач, свя­занных с инфраструктурным обеспечением использования нацио­нальных и межнациональных информационных (и геоинформа­ционных) ресурсов, позволяют утверждать, что их разработка от­носится к приоритетным направлениям развития мировой геоин­формационной индустрии на ближайшие 5 — 10 лет.

Предпосылки действительной тотальной интеграции техно­логий и информационных ресурсов на региональном, националь­ном и глобальном уровнях в форме ИПД были подготовлены к середине 90-х годов развитием сети Интернет. Начало работ над ними традиционно связывают с инициативой США по разра­ботке национальной ИПД NSDI в соответствии с Указом прези­дента США Клинтона № 12906 от 13 апреля 1994 г. «Координа­ция сбора и обеспечение доступа к географическим данным: Национальная инфраструктура пространственных данных», в котором, среди прочего, утверждается, что «...географическая информация крайне необходима для содействия экономическо­му развитию, для совершенствования управления природными ресурсами и защиты окружающей среды. Новые технологии по­зволяют усовершенствовать механизмы сбора, распространения, использования и картографического отображения географиче-

ских (или геопространственных) данных... Под «национальной инфраструктурой пространственных данных» понимаются тех­нология, политика, стандарты и трудовые ресурсы, необходи­мые для сбора, обработки, хранения, распространения и совер­шенствования использования пространственных данных...» [W.J.Clinton, 1994]. Вслед за США аналогичные проекты были предложены рядом национальных и международных организа­ций, среди них — Глобальная ИПД GSDI, Канадская ИПД CGDI, ИПД Австралии и Новой Зеландии ASDI, Азиатско-Ти­хоокеанская ИПД APSDI, европейские национальные инициа­тивы в рамках паневропейской программы EUROGI.

Многолетняя практика разработок концептуальных основ и реализации национальных ИПД позволила выделить в их составе три инвариантные составляющие:

• базовая пространственная информация',
• стандартизация пространственных данных,
• базы метаданных и механизм обмена данными.

Кроме того, проекты некоторых национальных ИПД содержат четвертый компонент — институциональную основу. Это инсти­туции, органы, механизмы координации, службы, обеспечиваю­щие ее проектирование и реализацию. Этот компонент факульта­тивен и включается в состав ИПД при отсутствии предпосылок и механизмов развертывания работ над ней.

Рассмотрим необходимые компоненты ИПД, проиллюстриро­вав особенности их реализации на конкретных региональных при­мерах в заключительной части всего раздела.

Под базовой пространственной информацией или базовыми наборами данных (БНДУ в национальных ИПД принято пони­мать набор «базовых», «основных», наиболее необходимых сло­ев или групп слоев ГИС. соответствующий по своему содержа-нию цифровой карте-основе. К числу таких слоев принято относить геодезическую основу, рельеф, гидрографическую и транспортную сеть, административные границы. В зависимости от конкретных национальных условий и стратегии создания на­циональных ИПД этот перечень может дополняться другими эле­ментами, которыми могут быть цифровые ортоизображения, населенные пункты, землепользование и т.д. Состав базовой информации определяется, с одной стороны, исходя из потреб­ностей в ней потенциальных пользователей — государственных, коммерческих организаций и частных граждан и, с другой сто­роны, сообразуясь с наличием готовых наборов цифровых дан­ных. Предполагается, что большинство элементов БНД может быть сгенерировано из уже существующих цифровых данных.

¹ Предложены различные их наименования в оригинале: «framework», «fundamental data», «core datasets», «fundamental datasets».

Некоторые из его элементов могут не иметь самостоятельного значения, например национальная база данных уличных адресов физических и юридических лиц, которая предназначена лишь для создания производных БД путем адресной привязки крупных на­боров тематических данных (например, результатов переписей населения).

Для национального базового набора должен быть определен уровень пространственного разрешения (например, в терминах масштаба соответствующей цифровой карты-основы), который, в свою очередь, определит позиционную точность базовых дан­ных. Атрибутика элементов базового набора должна быть мини­мальной.

Каждый его элемент должен покрывать территорию без пробе­лов. Должен существовать механизм ее перманентного обновления.

Задача создания БНД возлагается обычно на специально со­зданный комитет ведущих ведомств, которые выполняют эту ра­боту собственными силами или с привлечением коммерческих организаций и их объединений.

Среди его элементов могут быть назначены приоритеты, что отражается в календарных планах работ, устанавливающих их этап-ность.

Как и для прочих данных национальной ИПД, для базовой информации устанавливается ее строгое соответствие стандартам (стандартизованным моделям данных, стандартам точности и ка­чества, стандартам на метаописание данных и т.п.).

Базовая информация должна быть общедоступна. Различные национальные ИПД могут придерживаться разной ценовой поли­тики, тем не менее общее правило ее формирования основано на том, что базовая информация должна распространяться по впол­не общедоступным ценам, если не представляется возможным сделать ее бесплатной. Изъятия из общих правил могут касаться особых категорий данных или пользователей: некоторые наборы могут объявляться бесплатными, для некоммерческих организа­ций и учебных заведений могут существовать скидки от базовых цен и т. п.

Таковы общие принципы организации национальной базовой информации. Проиллюстрируем их примером создания базовых наборов данных в программе австрало-новозеландской ИПД ASDI.

В процессе длительного обсуждения стратегии формирования ASDI взгляд на суть и состав ее базовой информации менялся. Предполагалось, что в ее состав войдет геодезическая основа, цифровые ортоизображения, гидрографическая сеть, админист­ративные границы и кадастровая информация. В ходе дискуссий определилось и наименование этой составляющей ASDI как «ба­зового набора данных» (fundamental datasets) взамен параллельно или ранее употреблявшихся терминов «framework» (прямая ана-

логия с американской NSDI) или «core datasets». По результатам дискуссий внутри БНД определен дополнительно базовый подна-бор наиболее употребимых данных (по версии одной из двух орга­низаций, координирующих создание ASDI, а именно Федераль­ного комитета по пространственным данным CSDC, за которым сохранено наименование «framework») в составе¹:

Темы

Геодезическая основа

Наборы данных

Национальная БД сети геодезических станций, основные геодезические параметры, включая геоцентрическую систему координат Австралии, модель геоида и т. п.

Рельеф

Цифровая модель рельефа суши и акваторий, границы исключительной экономической зоны и континентального шельфа

Транспортная сеть

Транспортные коммуникации (железные и автодороги) и объекты (морские и аэропорты)

Административное деление

Административно-территориальное деление на союзном, штатном и локальном уровнях, электоральные, статистические и почтовые округа, географические названия

Земельный кадастр

Землевладения, госземзапас, особо охраняемые объекты, уличные адреса

Природная среда

Климат, единицы ландшафтного деления, (включая естественную растительность), гидрографическая сеть, наиболее употребительные аэро- и космические материалы

Разработаны планы существенного расширения или детализа­ции приведенного выше перечня.

Для сравнения приведем структуру еще одного базового набо­ра данных в составе азиатско-тихоокеанской ИПД APSDI:

Тематическая группа

Геодезическая основа

Рельеф Гидрографическая сеть

Элементы

Геодезические параметры и референцные

системы

Цифровая модель рельефа

Природные и искусственные водотоки и водные объекты, границы водосборов, береговая линия

¹ FundamentalDatasets. A CSDC discussion paper, asdi/fddisc.htm.

— http://www.auslig.gov.au/

Транспортные коммуникации

Население

Географические названия

Растительность

Автомобильные и железные дороги, морские и авиапорты

Крупные населенные пункты

Официально принятые наименования географических объектов

Естественная растительность, лесные и сельскохозяйственные насаждения

Природные катастрофы Зоны возможных землетрясений,

наводнений, проявлений вулканизма и опасных климатических процессов

Административные границы

Государственные границы и границы внутреннего административно-территориального деления, границы исключительных экономических зон акваторий

Использование земель

Распределение населения, сельского хозяйства, объектов обрабатывающей промышленности и особо охраняемых территорий

Стандартизация пространственных данных.Сбор и обмен про­странственными данными в национальном (и тем более в меж­национальном и глобальном) масштабе требуют развитой и все­объемлющей системы стандартов. Объектом стандартизации служат все составляющие геоинформационных технологий: мо­дели пространственных данных, форматы их представления, ка­чество данных. Система должна быть иерархичной, основанной на стандартных общепринятых спецификациях в области компью­терных технологий, и включать базовые стандарты, специфика­ции моделей данных (растровой, векторной и т.п.) и данных по отдельным предметным областям пространственно-информаци­онного моделирования. Они различаются также по назначению, форме и статусу. Наряду с государственными и отраслевыми стан­дартами, широкое распространение получили корпоративные промышленные стандарты, в том числе разрабатываемые част­ными фирмами и консорциумами производителей геоинформа­ционных товаров и услуг.

Любой из стандартов должен строиться как часть некоторой бо­лее общей системы, он должен быть тщательно согласован с ины­ми стандартами и их системами, к его разработке должен быть при­влечен широкий круг специалистов, процедура разработки должна быть многоэтапна, открыта, «прозрачна» и контролируема. Даль­нейшее развитие стандарта, его жизнеобеспечение и использова­ние должно поддерживаться заранее созданной инфраструктурой.

Главные тенденции в деле стандартизации пространственных дан­ных на национальном уровне и в рамках паневропейских и глобаль-

ных международных инициатив могут быть проиллюстрированы при­мерами деятельности Федерального комитета по географическим данным США FGDC, стандартами Европейского комитета по стан­дартизации CEN, стандартами ISO (MOC) и консорциума OGC.

Федеральный комитет по географическим данным США FGDC является межведомственной организацией, представляющей фе­деральные службы, связанные со сбором и обработкой простран­ственных данных, и крупных производителей программных средств ГИС, на которую возложены функции координатора работ над ИПД США NSDI. Уже в 1997 г. в его активе значилось 26 стандар­тов на цифровые пространственные данные, 4 из которых были полностью готовы (стандарт на метаданные CSDGM, стандарт обмена пространственными данными SDTS, стандарт на кадаст­ровые данные и классификация переувлажненных местообитаний и водных ландшафтов), 7 находились в стадии завершения их об­суждения и подготовки к утверждению (3 из них утверждены к весне 1998 г.), 9 — в стадии проекта (в той или иной версии), 6 — в виде предложений. По данным на февраль 1999 г., общее число стандартов, разрабатываемых силами 15 рабочих групп и подко­митетов, возросло до 32 (из них 9 стандартов были утверждены). К утвержденным ранее стандартам добавились: расширения («про­фили») SDTS и CSDGM, стандарты на цифровые ортоизображс-ния, позиционную точность, классификаторы почв и раститель­ности и др. На начало декабря 1999 г. число утвержденных стандартов достигло 16, а к октябрю 2002 г. — 19. Всего к этому времени в активе FGDC значилось 37 стандартов.

Разработка стандартов FGDC — многоэтапный процесс. Он со­стоит из пяти стадий, каждая из которых включает по меньшей мере один этап. Первая стадия — заявка на разработку, ее оценка и рецензирование (этапы 1 и 2) — предваряет вторую стадию пилот-проекта, подготавливаемого одним из подкомитетов или рабочих групп FGDC для инициации его дальнейшей разработки (этап 3). Цель третьей стадии — подготовка рабочего текста проек­та к внутреннему и внешнему рецензированию рабочей группой разработчиков (этапы 4 и 5). Стадия рецензирования включает 5 этапов (6—11): согласно регламенту, организуется его публика­ция, публичное обсуждение, тестирование, обобщение всех по­правок и комментариев, подготовка к утверждению на пятой, финальной, стадии разработки (этап 12).

Одним из самых ранних стандартов FGDC был стандарт (спецификация) SDTS (Spatial Data Transfer Standard (Specification)). В 2002 г. исполняется 10 лет с момента его утверждения. Стандарт основан на идее нейтрального формата, который служит посред­ником при конвертировании данных из формата одного программ­ного средства ГИС в формат другого (рис. 40). Многообразие фор­матов пространственных данных и проблема межформатной

6 Тнкунов. кн. 2. 161

AVTOCAD

SYSTEM9

ULTIMAP

ARC/INFO jiGER

MOSS

INTERGRAF

SYSTEM9 ARC/INFO _TIGER

ETAK

SPANS

EPPL7

GRASS

AVTOCAD

ULTIMAP _INTERGRAF

MOSS

DLG

Рис. 40. Преимущества разработки и поддержки Л^-программными сред­ствами единого обменного формата (SDTS): количество необходимых конвертеров уменьшается с N(N- 1) в случае А до 27V в случае Б

совместимости программных средств и технологий ГИС обсужда­лась ранее в разделе о моделях пространственных данных.

Каждый из участников обмена должен располагать при этом средствами экспорта/импорта в/из SDTS.

Базовая версия стандарта (FGDC-STD-002) специфицирует пространственные объекты размерностью не более двух в рамках векторной топологической модели. В главе о моделях простран­ственных данных приводился фрагмент спецификации стандар­том некоторых типов пространственных объектов в его дефини-ционной части. В SDTS заложены тем не менее возможности для спецификации особых типов пространственных данных и иных их моделей, реализуемые в виде «профилей» — подмножеств базо­вой версии стандарта, состоящей из трех частей: Logical Spe­cification, Spatial Features и ISO 8211 Encoding. Часть 4 SDTS спе­цифицирует обмен векторными топологическими данными. Утвержден «профиль», уточняющий стандарт в части данных о точечных объектах: SDTS Part 6: Point Profile (FGDC-STD-002.6). Часть 5 стандарта SDTS: Raster Profile and Extensions FGDC-STD-

002.5) содержит растровый профиль стандарта и расширение BIIF (Basic Image Interchange Format), т.е. базовый формат обмена изоб­ражениями, который дополняет прикладные возможности обме­на растровыми данными в SDTS, заложенные в формате BIIF ISO/ 1ЕСи спецификации GeoTIFF(версии 1.0). Профиль, специфици­рующий содержание цифровых карт: SDTS Part 7: Computer-Aided Design and Drafting (CADD) Profile — стандартизует специальные типы данных, относящиеся к картографической графике. Такое расширение стандарта нацелено на обмен цифровыми картогра­фическими данными, в нашей терминологии — цифровыми кар­тами, созданными программными средствами типа ГИС и САПР, для чего требуется ввести новые, отличные от базового стандарта типы данных, относящиеся исключительно к цифровой графике, включая векторные графические изображения (например, картог­рафические знаки), примитивы типа прямоугольника, круга или отрезка кривой, тексты с характеристиками начертания и разме­ра шрифтов, цвета, заливки. Версия стандарта от апреля 1998 г. содержала 326 пронумерованных (для удобства его обсуждения) элементов (строк текста, таблиц) и приложение с примером транс­ляции типов данных SDTS в аналогичные типы программных средств клонов AutoCAD и Intergraph. Таким образом, САПР-про­филь стандарта SDTS дополняет базовую версию теми элемента­ми, которые расширяют пространственные данные ГИС до циф­ровых карт или позволяют преобразовать первое во второе.

Идея использовать подобный SDTS нейтральный формат как основу национального стандарта обмена реализована, в частно­сти, в КНР. Принятый в 1999 г. «Национальный формат обмена геопространственными данными» CNSDTF (Chinese National Geo-Spatial Data Transfer Format) рассматривается как официальный стандарт (№ 17798-1999), по структуре вполне аналогичный SDTS [Wang, Gong, Huang, Deng, 1999]. Известно также, что одноимен­ный австрало-новозеландский стандарт AS/NZS 4270 представля­ет собой адаптированный американский стандарт SDTS.

Еще один тип стандартов FGDC — стандарт на метаданные CSDGM — будет рассмотрен в разделе о метаданных.

В Европе наиболее многообещающие инициативы в деле стан­дартизации связываются с Европейским комитетом по стандарти­зации CiTTV (Comite Europeen de Normalization), общеевропейским органом со штаб-квартирой в Брюсселе, осуществляющим разра­ботку и утверждение стандартов по функциям, аналогичным ISO. В состав комитета входят 18 европейских государств: Австрия, Бель­гия, Великобритания, Дания, Германия, Греция, Ирландия, Ис­ландия, Испания, Италия, Люксембург, Нидерланды, Норвегия, Португалия, Швейцария и Швеция (Россия не является членом CEN). Стандартизацией пространственных данных занимается его Технический комитет по географической информации CEN/TC 278

«Geographic Information», работающий с 1992 г. Из готовых стан­дартов комитета, устанавливающих европейские нормы на пози­ционирующую часть пространственных данных, их качество, мета-описание, способы обмена, можно упомянуть:

Geographic Information, Reference Model, ENV 12009, August 1997;

Geographic Information, Data Description, Spatial schema, ENV 12160, August 1997;

Geographic Information, Data Description Quality, PrEN 12656, December 1996;

Geographic Information, Data Description Metadata, PrEN 12657, October 1997;

Geographic Information, Data Description Transfer, PrEN 12658, December 1996;

Geographic Information, Referencing, Geographic identifiers, PrEN 12761, December 1996;

Geographic Information, Referencing, Position, PrEN 12761, December 1996.

В своей деятельности комитет тесно связан с аналогичным ему по целям Комитетом по географической информации и геомати-ке ТС 211 «Geographic information/Geomatics» Международной организации по стандартизации ISO (MOC). Взаимоотношения между двумя ведущими службами стандартизации пространствен­ных данных регулируются так называемым Венским соглашением между CEN и ISO, предусматривающим, в частности, участие представителей обоих структур в параллельных работах. Цель со­трудничества — гармонизация национальных, европейских и меж­дународных стандартов, необходимость которой вполне очевидна. По состоянию на конец февраля 1999 г. в число постоянных чле­нов комитета входили организации из 30 стран (включая Госстан­дарт России), 11 организаций-наблюдателей, 3 члена-корреспон­дента. Пять рабочих групп координируют и выполняют работу над стандартами по 20 направлениям¹:

15046-1: Geographic information — Part 1: Reference model;

15046-2: Geographic information — Part 2: Overview;

15046-3: Geographic information — Part 3: Conceptual schema language;

15046-4: Geographic information — Part 4: Terminology;

15046-5: Geographic information — Part 5: Conformance and testing;

15046-6: Geographic information — Part 6: Profiles;

15046-7: Geographic information — Part 7: Spatial schema;

15046-8: Geographic information — Part 8: Temporal schema;

15046-9: Geographic information — Part 9: Rules for application schema;

¹ Для доступа к текстам стандартов на странице ТС 211 в Интернете — http:// www.statkart.no/isotc211 — требуется пароль, который можно узнать у национальных представителей в ISO.

15046-10: Geographic information — Part 10: Feature cataloguing methodology;

15046-11: Geographic information — Part 11: Spatial referencing by coordinates;

15046-12: Geographic information — Part 12: Spatial referencing by geographic identifiers;

15046-13: Geographic information — Part 13: Quality principles;

15046-14: Geographic information — Part 14: Quality evaluation procedures;

15046-15: Geographic information — Part 15: Metadata;

15046-16: Geographic information — Part 16: Positioning services;

15046-17: Geographic information — Part 17: Portrayal;

15046-18: Geographic information — Part 18: Encoding;

15046-19: Geographic information — Part 19: Services;

15854: Geographic information — Functional standards;

16569: Geographic information — Imagery and gridded data;

16822: Geographic information/Geomatics — Qualifications and Certification of Personnel.

Консорциум «открытых ГИС»: Open GIS Consortium, Inc. (OGQ создан в 1993 г. и является одним из ведущих разработчи­ков стандартов на пространственные данные в рамках подхода, известного под наименованием «открытых систем» (применительно к геоинформационным технологиям Open GIS), объединяя орга­низации-разработчики программного обеспечения и поставщи­ков данных. В отличие от национальных и международных органи­заций, упомянутых выше, консорциум не занимается подготовкой «официальных» стандартов. Главная его цель — создать техноло­гию, которая позволит разработчикам приложений использовать любые пространственные данные и функции обработки, доступ­ные в вычислительной среде или в сети внутри одного приложе­ния и потока данных. Этот подход реализован в спецификации OGIS (Open Geodata Interoperability Specification), устанавливаю­щей принципы прозрачного взаимодействия приложений при обработке пространственных данных. Список членов консорциу­ма, датированный 10 марта 1999 г., содержит 182 организации (российских в нем нет) со статусом основных, ассоциированных и технических его участников.

Работа консорциума сопровождается тесным взаимодействием с организациями-разработчиками стандартов, включая комитеты ISO/ ТС 211, ISO/TC 204 (информационные и управляющие системы на транспорте), ISO/IEC/JTC1/SC32/WG4 (группа, занимающаяся рас­ширениями стандарта SQL, в том числе расширением SQL/ MultiMedia, известным также как SQL/MM, с дополнительными возможностями включения пространственных объектов), CORBAgis (специальная группа по разработке подхода к использованию про­странственных данных в среде распределенных объектов в архитек-

туре CORBA и архитектуре управления объектами ОМА консорциу­ма OMG), консорциум W3C (World Wide Web Consortium).

Деятельность OGC и ее результаты исчерпывающе докумен­тированы в Интернет¹; здесь можно найти ценные объемистые документы, к примеру, онлайновый «путеводитель» OpenGIS Guide, спецификации OpenGIS Abstract Specification и OpenGIS Impementation Specification.

Базы метаданных и механизм обмена данными.Под метаданны­ми понимают «данные о данных». Это «метаокружение» собствен­но фактографических данных, их метаописание. Роль метаданных могут и продолжают играть различные их перечни, каталоги, ин-вентории, справочники, реестры. Однако наиболее эффективным средством их организации следует считать базы метаданных (БМД). предназначенные для упорядочения и описания структурных эле­ментов единиц хранения информации в их цифровом и нецифро­вом виде в целях обеспечения поиска и обмена между ее держате-лями (производителями) и пользователями (потребителями).

Обслуживание механизма обмена пространственными данны­ми в рамках национальных инфраструктур требует стандартиза­ции метаданных.

В США эта задача решена в форме стандарта на содержание цифровых пространственных метаданных CSDGM (Content Standards for Digital Geospatial Metadata). Проект стандарта CSDGM обрел вполне современные формы уже в 1992 г., когда он носил наименование CSSM (Content Standards for Spatial Metadata). К этому времени относится публикация текста его проекта и прове­дение конференции по проблемам обмена пространственными метаданными. В 1994 г. проект стандарта был утвержден².

Общий список характеристик метаданных стандарта насчи­тывает более 300 позиций; его полный текст может быть получен с сайта FGDC³. В бумажном виде документ представляет собой 74-страничный текст, основное содержание которого разбито на 11 разделов; в их числе:

• метаданные («оглавление», «шапка» следующих ниже содер­
  жательных разделов);
• идентификационная информация;
• информация о качестве данных;
• информация об организации пространственных данных;
• информация о пространственной привязке данных;
• информация об объектах и атрибутах;
• дескриптивная информация;

¹ URL: .

² Content Standards for Digital Geospatial Metadata. — Federal Geographic Data
Committee. June 8, 1994. — 54 pp., Ms.

³ URL: http://www.fgdagov.

• справочная метаинформация;
• информация об источниках;
• временная информация;
• контактная информация.

Основной текст стандарта предваряет вводная часть со всеми атрибутами и инструментами стандарта как документа; его завер­шают три приложения: список терминов (около 80), алфавитный указатель элементов метаописания (около 320) и список литера­туры (24 наименования).

После детального и продолжительного обсуждения вторая вер­сия стандарта CSDGM утверждена под индексом FGDC-STD-001-1998¹. Завершаются работы по «гармонизации» стандарта CSGDM и проекта стандарта на метаданные ISO.

С момента утверждения первоначальной версии стандарта в июне 1994 г. на его основе созданы базы метаданных и программные про­дукты, обеспечивающие их ведение, распространение и использо­вание. Среди них MetaMaker, созданный Техническим центром по управлению окружающей средой ЕМТС на основе программного обеспечения СУБД MS-Access. Продукт отличается скромными тре­бованиями к аппаратуре, бесплатен и общедоступен, распростра­няясь по Интернет, содержит функции стандартной СУБД, вклю­чая ввод, экспорт и импорт данных, их редактирование, обработку запросов, генерацию отчетов. При метаописании цифровых данных применяется форматный ввод по формам, строго соответствую­щим разделам-рубрикам стандарта CSDGM. MetaMaker 2.0 может быть использован для ведения собственных БМД и для поиска го­товой метаинформации (рис. 1 цв. вкл.).

Стандарт CSDGM взят за основу разработки аналогичного на­ционального австралийского стандарта; в США FGDC на его же основе завершает разработку производного стандарта на метадан­ные биологического содержания в рамках инициативы по созда­нию национальной «биоинформационной» инфраструктуры NBBI (National Biological Information Infrastructure) [Content..., 1995].

Механизм обмена данными включает не только стандарты на пространственные данные и сами национальные базы метадан­ных, но и доступ к данным через национальные информацион­ные центры, включая поиск необходимых данных (на основе их метаописания). размешенных в некоторых каталогах, используя механизмы (машины) поиска в среде Интернет и «шлюзы», вы­ходя в искомые хранилища данных национальной сети серверов. Примером подобной организации доступа может служить система информационных центров обмена данными, в американской NSDI называемых клиринговыми («clearinghouse»)¹. По состоянию на март

¹ Текст стандарта FGDC-STD-001-1998 в Интернет: http://www.fgdc.gov/ Metadata/ContStan.html.

1999 г. система клиринговых центров NSDI включала в себя 101 БД, размещенных на 84 серверах преимущественно на террито­рии США, к октябрю 1999 г. — 128 БД на 96 серверах и к декабрю 1999 г. — 175 БД на 121 сервере. К октябрю 2002 г. общее число серверов превысило 250; доступ к ним обслуживали 6 «клиринго­вых» порталов на территории США.

Поиск данных осуществляется путем доступа к метаинформа-ционным ресурсам сети, создаваемым в соответствии со стандар­том на пространственные метаданные CSDGM. Запросы и поиск данных через механизм клиринговых центров основаны на стан­дартизованном протоколе ANSI Z39.50 (ISO 23950), базирующемся на языке SQL и используемом для работы с БД в Интернет.

Каждый набор данных может быть описан и доступен через клиринговые центры, используя Интернет-вход FGDC, который представляет собой программное обеспечение, включающее под­держку работы с протоколом Z39.50 и скрипты на языке Perl, обслуживающие заполнение форм и их доступность в форматах SGML, HTML или текстовом формате².

Для поиска данных через FGDC-шлюз служит интерфейс, по­зволяющий сформулировать запрос на поиск, включающий ука­зание локализации искомых данных (по списку географических названий или по координатам сторон сферической трапеции, за­ключающей искомую территорию), временного диапазона, к ко­торому относятся искомые данные, ключевых слов в шапке метадокументации на данные, источников данных (по списку на­личных серверов)³.

Международный опыт создания инфраструктуры пространствен­ных данных. Концепция глобальной ИПД GSDI. Глобальная инфра­структура пространственных данных GSDI (Global Spatial Data Infrastructure) явилась откликом мирового сообщества на первые национальные геоинфраструктурные инициативы, включая прежде всего американскую NSDI. Начало работ над концепцией GSDI положено Первой чрезвычайной конференцией по глобальной ИПД, которая прошла 4 — 6 сентября 1996 г. в Бонне под патрона­жем ряда известных национальных и международных организа­ций, включая EUROGI (Европейский союз), DDGI (Германия), ILI/LIA (США), консорциум OpenGIS (OGQ, FGDC (США) и

¹ Термин «клиринговый информационный центр», используемый примени­
тельно к центрам обмена пространственными данными по аналогии с подобны­
ми центрами (счетными палатами) в банковской сфере, осуществляющими меж­
банковские клиринговые расчеты, не вполне удачен и допускает инотолкова­
ния, что признает одноименная рабочая группа FGDC, которая предложила
несколько альтернативных его наименований, объявив, однако, что вынуждена
сохранить прежнее, снабдив его полным и однозначным определением.

² Web-basedFGDC Meta Data Entry System. — http://130.ll.52.178/metaover.html

³ Clearinghouse search.— http://130.ll.52.184/servlet/DGDCServlet.

FIG. В подготовленном к конференции консорциумом OGC дис­куссионном докладе сформулированы общие цели и компоненты проекта, которые были в дальнейшем детализированы второй конференцией GSDI в октябре 1997 г.¹:

• технологические аспекты сбора, обработки, использования
  и распространения пространственных данных, включая техничес­
  кие стандарты на геоданные и геоинформационную и геоинфрас­
  труктурную деятельность;
• решение проблем национальной и транснациональной ин­
  теграции уже существующих цифровых наборов данных и разра­
  ботка программ, обеспечивающих сбор и организацию недостаю­
  щих данных;
• «культурные аспекты», имея в виду трудности, обусловлен­
  ные национальными особенностями и уровнем развития инфор­
  мационной культуры различных стран, включая страны третьего
  мира и страны с экономикой переходного типа;
• научно-исследовательские ресурсы и образовательные ас­
  пекты;
• национальные организации, которым принадлежит ключе­
  вая роль в организации и управлении процессами создания гео­
  инфраструктур;
• правовые и нормативно-регулирующие механизмы и струк­
  туры.

В задачи GSDI входит мониторинг деятельности по созданию ИПД национального и регионального уровня. В частности, к третьей кон­ференции GSDI, состоявшейся в Канберре в 1998 г., был проведен детальный опрос национальных и региональных организаций, веду­щих активную геоинфраструктурную деятельность, включая австра­ло-новозеландскую и азиатско-тихоокеанскую международные ини­циативы. Анкетированием были охвачены также 27 государств и территорий. Среди них: Антарктика, Аргентина, Австралия, Колум­бия, Кипр, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Индия, Индонезия, Япония, Кирибати, Макао, Малайзия, Мек­сика, Нидерланды, Новая Зеландия, Северная Ирландия, Пакис­тан, Польша, Россия, Южно-Африканская Республика, Швеция, Великобритания и США. Этот список, за некоторыми исключения­ми (например, России), можно признать за список стран, лидирую­щих в области разработки ИПД. С результатами — полными текстами ответов на вопросы анкет — можно ознакомиться в Интернет².

На пятой конференции в Картахене (Колумбия) в мае 2001 г. официально утвержден постоянный комитет по ИПД американс-

¹ Buildingthe GSDI. Discussion paper for the September 1996 Emerging Global
Spatial Data Infrastructure Conference. By Lance McKee of the Open GIS Consortium,
Inc., August 8, 1996 (/techno/articles/gsdi.htm).

² Surveyon national and regional Spatial Data Infrastructure activities around the
globe. — http://www.umesve.maine.edu/harlan/gsdi/GSDI.html.

кого континента PC IDEA (Permanent Committee on Spatial Data Infrastructures for the Americas).

Среди инициатив GSDI — проект глобального картографиро­вания Global Mapping Project. Созданная в процессе его реализа­ции цифровая карта, эквивалентная по содержанию традиционной карте масштаба 1: 1 000 000 и обеспечивающая пространственное разрешение 1 км на местности, будет представлять набор слоев, включая рельеф, растительность, гидрографию, использование земель и административные границы. Выпуск первой версии карты (Global Map Version 1.0) для территорий шести стран (Японии, Непала, Шри-Ланки, Таиланда и др.) был приурочен к Меж­дународному форуму «Глобальное картографирование — 2000», состоявшемуся в ноябре 2000 г. в Хиросиме (Япония). Выпуск размещен в Интернет на условиях свободного некоммерческого ее использования¹. Завершается подготовка еще десяти террито­риальных блоков карты. По состоянию на октябрь 2000 г., в про­екте участвует 81 страна, 35 стран изъявили согласие участвовать в нем [Une, 2001].

Важно иметь в виду, что в отличие от национальных и межна­циональных инициатив по созданию ИПД, часть которых будет описана ниже, проект GSDI в сегодняшнем его состояний не предполагает воспроизведения всех механизмов и структур наци­ональных ИПД на глобальном уровне; его главная задача — обоб­щение и трансляция национального опыта.

Национальная ИПД США NSDI создается в соответствии с уже упоминавшимся Указом президента США Клинтона № 12906 от 13 апреля 1994 г. Ему предшествовала публикация Национальной академии наук США аналогичного документа «О координации национальной инфраструктуры пространственных данных», идеи которой возникли еще в начале 80-х годов. [The National..., 1993]. Указ и ряд документов, разработанных на его основе, позволили представить общую схему организации NSDI, которая впослед­ствии была в том или ином виде воспроизведена в концепциях других ИПД и включала три компоненты:

• стандарты на пространственные данные, обслуживающие их
  сбор и обмен;
• механизм обмена пространственными данными между их про­
  изводителями и потребителями на основе баз метаданных в рас­
  пределенной сети национальных информационных центров;
• общая пространственная основа данных (по терминологии
  NSDI — «framework»).

Все эти компоненты разрабатываются и реализуются в услови­ях всеобъемлющего партнерства всех субъектов национальной гео­информационной деятельности при координации ее со стороны

¹ URL: /.

федерального комитета по географической информации США FGDC.

Стандартизация в рамках NSDI — наиболее детально прорабо­танная ее часть, поскольку развитая структура рабочих групп и комиссий FGDG по стандартизации картографических (а позже географических) данных была создана задолго до NSDI. О стан­дартах FGDC и механизмах, обслуживающих доступ к простран­ственным данным и обмен ими, было упомянуто выше.

Под базовой пространственной информацией в NSDI понима­ется набор из семи т