załącznik - GISLab - Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
I NSTYTUT G EODEZJI I G EOINFORMATYKI
ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław
tel./fax: (0*71) 3205617; e-mail: [email protected]
Projekt celowy nr 6T122005C/06552
„Metodyka i procedury integracji, wizualizacji, generalizacji i standaryzacji baz danych referencyjnych dostępnych w zasobie geodezyjnym
i kartograficznym oraz ich wykorzystania do budowy baz tematycznych” tel. 0*71 3205 690, e-mail [email protected]
L.dz. 22/GC /491-M/2008
Wrocław 4.05.08
ZADANIA WYKONANE I W CZASIE REALIZACJI
PROJEKTU CELOWEGO NR 6 T 12 2005C/06552
WG UMOWY DODATKOWEJ NR GI-74-30/2005 Z DN. 18.11.2005R. ZWIĄZANEJ Z UMOWĄ
NR 03722/C.T 12-6/2005 O WYKONANIE PROJEKTU CELOWEGO „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”
Szczegółowy spis wykonanych zadań, z odwołaniem do poszczególnych ich opisów w raportach rocznych z wykonania projektu celowego z lat 2005-2007, znajduje się na końcu tego sprawozdania.
Zadanie 1. - Opracowanie koncepcji wielorozdzielczej bazy referencyjnej o poziomie szczegółowości 1:10 000, 1:50 000 i
1:250 000. Harmonizacja modelu pojęciowego, koncepcja
aktualizacji i zarządzania EGiB, TBD, VMAPL2 i BDO
W ramach realizacji tego zadania w latach 2005-2007 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
oraz prowadzenie analiz przestrzennych w różnych środowiskach narzędziowych GIS w formie dostosowanej
do potrzeb klientów CODGiK i WODGiK.
1. KONCEPCJA WTBD (Wielorozdzielcza Baza Danych Topograficznych)
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 może te sytuację zmienić, umożliwiając m.in. synchronizację
tych rejestrów.
Rysunek ilustrujący ogólną ideę wielorozdzielczej bazy danych
W wybranych obszarach dane szczegółowe, w innych dane bardzie
uogólnione, ale z zachowaniem spójnego modelu całości opracowania.
Możliwość „zagęszczania” danych w wybranych obszarach
Ogólne założenia koncepcyjne WBDT
Jako najważniejsze cele budowy WBDT przyjmuje się:
umożliwienie integracji różnych zasobów informacyjnych podczas tworzenia różnych systemów GIS,
usystematyzowanie procesów integracji różnych danych w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym (PRG, PRNG, TBD, EGIB), opracowanie metodyki przepływu danych pomiędzy PRNG, PRG a
WBDT.
umożliwienie realizacji sieciowych usług geoinformacyjnych opartych o różne zasoby danych znajdujące
się w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym oraz innych państwowych zasobach geoinformacyjnych,
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), 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 1:50 000 i mniejszych.
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.
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 1:10000). Dlatego wychodząc
naprzeciw zadaniom kierownictwa Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii, co do utrzymania zasobów
urzędowych na poziomie innych państwowych służb kartograficznych w Europie, 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 porówna-
nie baz na poziomie informacyjnym 1: 10 000. W Polsce przyjęto, że w Bazie Danych Topograficznych
(TBD) będą gromadzone dane opisujące wszystkie elementy treści cywilnej mapy topograficznej w skali
1:10 000. Celem niniejszego opracowania było porównanie zakresu tematycznego baz danych topograficznych o szczegółowości 1:10 000 w krajach europejskich z zakresem tematycznym TBD i stwierdzenie, 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 T12 2003 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 (2005-2006) uzgodniono ostateczną koncepcję. Według niej miały być zrealizowane
następne zamówienia TBD, w wybranych współpracujących województwach, pod warunkiem akceptacji
przez GUGiK 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.
Prace, które wg UMOWY mają być podjęte w ramach kontynuacji wykonanych dotychczas zadań w
2008 roku, będą dotyczyły opracowania metodyki 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 zostaną stworzone techniczne możliwości: wymiany i synchronizacji danych PRNG z danymi innych systemów ZGiK,
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.
Procesy wymagające m. in. zdefiniowania w zadaniu 1 w 2008 r. :
PRNG powinien korzystać z dostępu do WTBD w celu umożliwienia lokalizacji lub podniesienia dokładności lokalizacji obiektu nazewniczego,
WTBD powinno korzystać z dostępu do PRNG w procesie wprowadzania informacji o wybranych obiektach (np. o miejscowościach)
PRNG powinien korzystać z dostępu do bazy ortofotomap w celu umożliwienia lokalizacji lub podniesienia
dokładności lokalizacji obiektu nazewniczego,
PRNG powinien korzystać z dostępu do PRG w celu właściwego przypisania wybranych obiektów (np.
miejscowości) do jednostek administracyjnych,
PRG powinien korzystać z dostępu do PRNG w celu wprowadzenia informacji o siedzibach jednostek administracyjnych
REKOMENDACJE DO WDROŻENIA WBDT:
Opracowywania na obszarze Polski TBD2 z uogólnionym zakresem danych TBD wspomożone zasilaniem reprezentacji niektórych grup obiektów z innych baz (m. in. VMap L2 druga edycja, SLMN), znacznie
przyspieszy i obniży koszty wykonania urzędowej bazy danych topograficznych. Za podstawę WBDT należy
przyjąć dwupoziomową Bazę Danych Topograficznych oznaczoną wstępnie jako TBD1 i TBD2 oraz zintegrowany z nią wielorozdzielczy Numeryczny Model Rzeźby Terenu (NMT TBD + LPIS). Realizacja tej koncepcji jest możliwa w oparciu o ideę wieloreprezentacyjnej bazy danych.
2. Baza danych VMap Level 2 w strukturze użytkowej
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.
Prace przeznaczone do wdrożenia w lipcu 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 geodezyjno-kartograficzną
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.
REKOMENDACJE DO WDROŻENIA
BAZY DANYCH VMAP L2 W STRUKTURZE UŻYTKOWEJ:
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.
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. 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 jest przygotowywany osobno dla każdego województwa i może być 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:
kompletny model pojęciowy Bazy Danych Topograficznych na drugim poziomie dokładności geometrycznej
(TBD2),
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 w WODGiK,
system informatyczny umożliwiający zarządzanie danymi VMap L2u w środowisku narzędziowym MapInfo,
system informatyczny oparty na narzędziach firmy Intergraph umożliwiający zasilanie danymi VMap L2
nowej (drugiej) edycji bazy danych TBD,
kompletny model pojęciowy komponentu NMT zintegrowanego z komponentem TOPO bazy TBD oraz opis
procedur integracja tych komponentów.
W trakcie realizacji jest:
Opracowanie metodyki przepływu danych pomiędzy PRNG, PRG a WBDT - stan zaawansowania 40%, ukończenie 1.09.2008.
Nowym zadaniem nr 1, podsumowującym uzyskane wskaźniki ekonomiczne wykonaywaniaTBD, byłoby oszacowanie czasochłonności (kosztów) wykonania i aktualizacji warstw TBD (i TBD2) na
poszczególnych arkuszach, dla całego obszaru Polski. Ocenę proponuje się opracować metodami klasyfikacji nadzorowanej na wektorowym i rastrowym obrazie CORINE, uszczegółowiając w razie potrzeby na
podstawie ortofotomapy i zdjęć PHARE.
Nowym zadaniem nr 2, nie podejmowanym dotychczas, byłoby zasilanie klasy obiektów „Budynki” w 50WTBD z punktów adresowych. Opracowanie metodyki zasilania 50WTB warstwą budynków,
na podstawie punktów adresowych, zostanie związane z danymi pozyskanymi z EGiB oraz w szczególnych
przypadkach z LPIS i IPE. Aplikacja będzie umożliwiała przenoszenia informacji graficznej i opisowej o
budynkach do WBDT ze wszystkich programów EGiB funkcjonujących w Polsce przez Standard Wymiany
Danych Ewidencyjnych (SWDE). Opracowanie standardu wizualizacji danych adresowych w WBDT
uwzględni dane tematyczne potrzebnych, m. in. klientom WODGiKów , do zarządzania kryzysowego, IACS, systemu geostatystycznego. Punkt adresowy będzie przedstawiony na mapie za pomocą odpowiedniego
znaku kartograficznego (z określonym obrotem znaku) i numerem adresowym umieszczonym zgodnie z regułami kartograficznymi. Ponad 99% zabudowy mieszkaniowej w Polsce to budynki jednorodzinne, których
żaden z wymiarów nie przekracza 25 m – czyli można je w skali 1: 50 000 przedstawić wyłącznie znakiem
lub zgeneralizować do klasy zabudowy gęstej jednorodzinnej. Budynki : użyteczności publicznej, przemysłowe i gospodarcze stanowią tylko 5% zabudowy. Budynki nie posiadające adresów pozyskane zostaną
także innych źródeł – np. ortofotomapy.
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 NSDI 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.
Zdaniem wykonawców projektu celowe jest zatem:
wykorzystanie urzędowych baz danych topograficznych jako źródłowych warstw referencyjnych dla
wszystkich powstających w Polsce baz danych tematycznych,
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,
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 19100.
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 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.
REKOMENDACJE DO WDROŻENIA MODYFIKACJI STRUKTURY POJĘCIOWEJ
ORAZ SYSTEMU ZARZĄDZANIA BAZY NUMERYCZNEJ MAPY HYDROGRAFICZNEJ
I SOZOLOGICZNEJ WRAZ Z UDOSTĘPNIENIEM W INTERNECIE MAP TEMATYCZNYCH
Modyfikacje struktury pojęciowej bazy numerycznej mapy hydrograficznej i sozologicznej umożliwi
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+ (2006) oraz TBD (2007). W 2008 r. zostanie opracowany zestaw aplikacji opracowanych w śro-
dowisku 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 pozwoli na szeroką informację społeczeństwa geoinformatycznego o możliwościach wykorzystania zasobu SOZO i HYDRO w pracach urzędów i instytucji.
W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 2 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA:
metodyka zasilania bazy danych SOZO i HYDRO danymi TBD - szczegółowy opis procedur oraz preskrypt SQL definiujący proces konwersji danych,
kompletny model pojęciowy zmodyfikowanej struktury baz danych SOZO i HYDRO,
metodyka harmonizacji baz HYDRO i SOZO oraz baz MHP i MGP i SLMN.
W trakcie realizacji jest:
system zarządzania danymi tematycznymi SOZO i HYDRO - zestaw aplikacji opracowanych w środowisku
MapBasic umożliwiających import, eksport, łączenie i wycinanie danych tematycznych w środowisku MapInfo - stan zaawansowania 70%, ukończenie 1.09.2008,
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 - stan zaawansowania 70%, ukończenie 1.09.2008
Nowym zadaniem nr 3, byłoby opracowanie metodyki wzajemnej wymiany z WTBD warstw
SNML, MGśP i ENC (mapa morska w pasie wód terytorialnych) oraz wykorzystanie innych warstw
z baz zewnętrznych (rzeki z HYDRO itd.). Zasilanie WBDT ze źródeł zewnętrznych jest ze wszech miar
korzystne prowadząc do współdziałania baz urzędowych. Realizacja zadania pozwoli na połączenie WBDT
z bazami zewnętrznymi i uspójnienie prezentacji i atrybutów dotyczących m. in obiektów z map leśnych,
hydrograficznych, geologicznych itp. Elementy hydrograficzne łączone będą na terenie lądu i morza, z ograniczenie do obszaru wód terytorialnych. Mapa morska kodowana jest zgodnie ze Standardem Wymiany Cyfrowych Danych Hydrograficznych „S-57”. Nie podejmowano dotychczas takiego zadania. Ograniczono się
do rozpoznania możliwości w ramach współpracy z PIG, Biurem Hydrograficznym Marynarki Wojennej i
BULiGL w ramach projektu.
Zadanie 3. - Reprezentacja kartograficzna WTBD w skali 1:10 000
i 1:50 000 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 bazy danych w zakresie treści odpowiadającej skali
1:50 000 w oparciu o wielorozdzielczą bazę danych (WTBD). Główną ideą WTBD jest wykorzystanie różnorodnych źródeł danych o charakterze referencyjnym, ich uspójnienie i kompleksowa prezentacja kartograficzna. W założeniu podstawowym źródłem danych WTBD ma być baza TBD (lub TBD2), a na obszarach
dotychczas nią nie odjętych – baza VMap L2 lub VMap L2+. Inne bazy danych dostępne w państwowym
zasobie geodezyjno-kartograficznym, w tym przede wszystkim PRNG, PRG, EGIB mają charakter uzupełniający.
Ze względów praktycznych wydzielono dwa etapy opracowania:
etap wizualizacji bazy danych zakładający w pełni automatyczną graficzną reprezentację bazy danych, zwaną dalej TBD50;
etap redakcyjny (redakcji automatycznej, półautomatycznej i manualnej) prowadzący do publikacji
arkusza mapy topograficznej w skali 1:50 000, określanego mianem MTP50TBD.
W obecnej fazie realizacji przygotowano:
zmodyfikowaną pod kątem WTBD systematykę znaków umownych dla prezentacji w skali 1:50 000
oraz arkusz testowy mapy,
wizualizację kartograficzną WTBD w tej samej skali.
Zaproponowany zakres treści prezentacji bazy WTBD50 nie odbiega zasadniczo od standardów polskiej
kartografii topograficznej, jednakże zaproponowano zmodyfikowaną systematykę kilku klas obiektów oraz
nowe znaki umowne dla wizualizacji kartograficznej. Było to niezbędne w celu unifikacji prezentacji wykorzystującej różne źródła danych (głównie TBD oraz odmienną strukturalnie i treściowo VMap L2)
Wynikami praktycznymi prowadzonych prac są:
Biblioteki znaków umownych: zestaw sygnatur punktowych w postaci otwartej (pliki bitmap) oraz kompletna biblioteka stylów (STYLE) dla programu ArcMap (w systemie ArcGIS),
Dokumenty mapowe MXD programu ArcMap zawierające pełną wizualizację bazy TBD50 (na podstawie
TBD10) oraz VMapL2u (w strukturze użytkowej),
Zestawienie klas obiektów i parametrów wizualizacji XLS.
1. Prace, które wg UMOWY mają być podjęte w ramach kontynuacji wykonanych dotychczas zadań w
2008 roku, będą dotyczyły:
2. Analizy możliwości zastosowania automatycznych procesów generowania obrazu kartograficznego na podstawie WTBD w środowisku ESRI - zdefiniowanie etapów prac nad wizualizacją
TBD50 z uwzględnieniem automatyki procesów:
określenie zakresu możliwego do wykonania automatycznie, półautomatycznie oraz wymagającego manualnej redakcji
przedstawienie propozycji postępowania dla zdefiniowanych etapów
2. Opracowanie metodyki wizualizacji w skali 1: 50 000 danych WBDT na przykładzie arkusza 1:
50 000 w środowisku ESRI: automatycznej, półautomatycznej.
REKOMENDACJE DO WDROŻENIA AUTOMATYCZNEJ I BEZPOŚREDNIEJ WIZUALIZACJI WBDT W SKALI 1:50 000
Podstawowym wnioskiem płynącym z wykonanych prac jest potwierdzenie możliwości automatycznej i
bezpośredniej wizualizacji w skali 1:50 000 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 1:10 000 oraz 1:50 000 – nie tylko o charakterze topograficznym, ale
także tematycznym.
W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 3 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA:
linia technologiczna opracowana w środowisku narzędziowym Intergraph umożliwiająca redakcję
mapy topograficznej 1: 50 000 generowanej z bazy danych TBD,
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,
W trakcie realizacji jest:
linia technologiczna opracowana w środowisku ESRI umożliwiająca redakcję mapy topograficznej 1:
50 000 generowanej z bazy danych TBD - stan zaawansowania 70%, ukończenie 1.09.2008,
udostępnianie baz danych VMap L2u oraz baz 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 - stan zaawansowania 80%, ukończenie 1.09.2008.
Nowym zadaniem nr 4, byłoby opracowanie metodyki wizualizacji danych WBDT w Internecie.
Badanie możliwości urządzeo przenośnych (np. Pocket PC) do wizualizacji wybranych komponentów WTBD. Celem pracy będzie opracowanie skutecznych sposobów wizualizacji baz danych przestrzennych gwarantujących wizualną atrakcyjność i logikę przekazu. Niezwykle istotne przy tym jest założenie
udostępnienia w internecie bogactwa treści topograficznej o różnym pochodzeniu (TBD, VMap) i szczegółowości pierwotnej odpowiadającej mapom 1:10 000 i 1:50 000 w sposób ciągły i spójny graficznie. Dodatkowe możliwości wykorzystania tak udostępnionych danych WBDT obejmują ich integrację z danymi obrazowymi w postaci wizualizacji hybrydowych czy chociażby łączenie z dowolnymi danymi użytkownika przy
wykorzystaniu oprogramowania GIS lub specjalistycznych geoprzeglądarek. W celu popularyzacji zasobu
WTBD podjęte zostaną badania możliwości propagacji wybranych komponentów WTBD na urządzenia
przenośne takie jak palmtopy czy telefony komórkowe.
Zadanie 4. - Generalizacja cyfrowego modelu krajobrazu
w poszczególnych szeregach skalowych
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 (generalizacja modelu DLM). Zadanie to złożone jest z kilku autonomicznych projektów:
- zasilanie bazy danych o dokładności geometrycznej odpowiadającej opracowaniom w skali 1: 250 000
danymi TBD, VMap L2 i VMap L2+,
- generalizacja modelu DLM (redukcja złożoności geometrycznej) danych przestrzennych zgromadzonych w komponencie TOPO Bazy Danych Topograficznych,
- generalizacja danych przestrzennych zgromadzonych w bazach danych wysokościowych TBD (komponent NMT), LPIS i SMOK z zachowaniem istotnych relacji topologicznych.
Wszystkie wymienione projekty realizowane są w środowisku narzędziowym ESRI z wykorzystaniem
platformy ArcGIS, komponentów ArcObjects oraz własnych bibliotek programistycznych. Interfejs programu
ma formę kreatora. W poszczególnych krokach użytkownik określa dane wejściowe, parametry sterujące
algorytmem generalizacji, dane wyjściowe. Procesy realizowane na kolejnych etapach są opisywane i ewaluowane niezależnie.
REKOMENDACJA OGÓLNA DO WDRAŻANIA ZADANIA 4
Istotnym elementem każdego z zaprojektowanych i wykonanych aplikacji, do opisanych poniżej systemów, jest zdefiniowanie i utrzymywanie w procesie generalizacji relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami obiektów. Opracowywane narzędzia mają charakter generyczny, sterowanie
procesem uogólniania danych przestrzennych realizowane jest za pomocą łatwo modyfikowalnych, zewnętrznych wobec silnika obliczeniowego aplikacji, plików parametrycznych. W procesie generalizacji
uwzględniana jest znaczna liczba kryteriów w wielocechowej analizie danych źródłowych.
1. Zasilanie bazy danych BDO250 danymi TBD i VMap L2+ (VMap L2)
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
z uwzględnieniem zachowania relacji topologicznych pomiędzy poszczególnymi obiektami i klasami
obiektów.
REKOMENDACJA DO WDROŻENIA ZASILANIA BAZY DANYCH BDO250 I INNYCH BAZ MAŁOSKALOWYCH (EUROGLOBAL MAP I EUROREGIONAL MAP) DANYMI TBD, VMAP L2 I VMAP L2+
Realizacja zadania pozwala na częściowa automatyzacje procesu zasilania i aktualizacji Bazy Danych
Ogólnogeograficznych ( a po realizacji zadań na 2008 r. EUROGLOBAL MAP i EUROREGIONAL MAP)
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 i innych.
2.Redukcja złożoności geometrycznej danych przestrzennych zgromadzonych w komponencie
TOPO Bazy Danych Topograficznych
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.
REKOMENDACJA DO WDROŻENIA REDUKCJA ZŁOŻONOŚCI GEOMETRYCZNEJ KOMPONENTU TOPO TBD
Istotny element silnika obliczeniowego aplikacji umożliwia 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 systemie informatycznym
bazują na standardowych algorytmach generalizacji (Douglasa-Peuckera i Wanga) zaimplementowanych w
środowisku narzędziowym ESRI. Otwarta architektura utworzonego systemu pozwala jednak na dalszą rozbudowę aplikacji.
Prace, które wg UMOWY mają być podjęte w ramach kontynuacji wykonanych dotychczas zadań w
2008 roku, będą dotyczyły praktycznego opracowania generalizacji danych przestrzennych zgro-
madzonych w bazach danych wysokościowych TBD, LPIS i SMOK z zachowaniem relacji topologicznych pomiędzy elementami strukturalnymi rzeźby terenu
Celem realizacji tego zadania jest 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).
REKOMENDACJA DO WDROŻENIA GENERALIZACJI DANYCH PRZESTRZENNYCH ZGROMADZONYCH W BAZACH DANYCH WYSOKOŚCIOWYCH TBD, LPIS I
SMOK
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.
W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 4 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA:
aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające
zasilanie Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO250) danymi TBD,
aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające
zasilanie Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO250) danymi VMap pierwszej i drugiej,
aplikacja opracowana w środowisku narzędziowym ESRI oraz właściwe pliki parametryczne umożliwiające
generalizację danych wysokościowych (NMT zapisanego w strukturze TIN).
W trakcie realizacji jest:
aplikacja umożliwiająca redukcję złożoności geometrycznej (generalizacja ilościowa) Bazy Danych Topograficznych - stan zaawansowania 90%, ukończenie 1.06.2008,
aplikacja umożliwiająca zasilanie bazy danych EUROGLOBAL MAP i EUROREGIONAL MAP danymi
TBD i VMap oraz właściwe pliki parametryczne - stan zaawansowania 50%, ukończenie 1.09.2008,
system informatyczny umożliwiającego scalanie, wycinanie i udostępnianie danych wysokościowych LPIS,
TBD i SMOK w oparciu o GeoMedia Pro 6, GeoMedia Terrain i SQL Serwer - stan zaawansowania 50%,
ukończenie 1.09.2008.
Zadanie 5. - Opracowanie wstępnej koncepcji standaryzacji baz danych
przestrzennych
Podstawowym celem realizowanym w ramach zadania 5 było opracowanie i wdrożenie koncepcji Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych. Zadanie to było realizowane przy współpracy z firma ESRI w
oparciu o technologie ArcGIS. Aplikacja prezentująca Państwowy Rejestr Nazw Geograficznych (dalej nazywana PRNG) to aplikacja sieciowa dostępna poprzez przeglądarkę. Nie wymaga ona żadnego dodatkowego oprogramowania. Działanie aplikacji było testowane na dwóch najpopularniejszych przeglądarkach Internet Explorer i Mozilla Firefox.
Aplikacja prezentuje dane z Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych. Jej podstawowym zadaniem
jest wygodne nawigowanie po mapie oraz zapewnienie wyszukiwania obiektów geograficznych po wielu
kryteriach, również przestrzennych.
Funkcjonalność zaimplementowana w systemie PRNG umożliwia wyszukiwanie obiektów po nazwie,
wyszukiwanie w zaznaczonym obszarze oraz wyszukiwanie po atrybutach.
System PRNG może być wdrożony w CODGiK jako
niezależny serwis oparty na technologii ArcIMS ESRI,
jako serwis świadczący usługi WFS i WMS lub jako integralny komponent projektu Gooprtal.gov.pl.
Prace, które wg UMOWY mają być podjęte w ramach
kontynuacji wykonanych dotychczas zadań w 2008 roku,
będą dotyczyły opracowania wersji docelowej PRNG
wraz z modułem edycji i aktualizacji systemu zarządzania PRNG według opisu w zadaniu 5.2/2007.
REKOMENDACJA DO WDROŻENIA PRNG
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 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.
Prace nie przeszły dalszego pilotażu.
Wdrożenie opracowanego rozwiązania wymaga podjęcia decyzji i działań ze strony GUGiK mających
na celu płynne zapewnienie możliwości udostępniania zasobu PRNG w Internecie na dwóch płaszczyznach:
1. dostęp powszechny - usługa oparta o protokół WMS
2. dostęp ograniczony / autoryzowany – usługa oparta o protokół WFS
Decyzje i działania powinny być podjęte w trzech różnych, ale zależnych, dziedzinach:
1.
2.
3.
Sfera legislacyjna
Sfera aktualizacji zasobu
Sfera techniczno-programowa
W RAMACH REALIZACJI ZADANIA 5 OPRACOWANO SZEREG APLIKACJI, SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH I LINII TECHNOLOGICZNYCH GOTOWYCH DO WDROŻENIA:
prototyp systemu informatycznego PRNG - moduł udostępniania informacji -przekazany do
implementacji w CODGiK
W trakcie realizacji jest:
system informatyczny PRNG - moduł edycji i aktualizacji - stan zaawansowania 20%, ukończenie 1.08.2008.
Nowym zadaniem nr 5, byłoby opracowanie systemu odniesieo przestrzennych opartego o
identyfikatory geograficzne oraz uzupełnienie danych PRNG o współrzędne punktów charakterystycznych (niezmienników) obiektów nazewniczych. W zadaniu należałoby szczegółowo opracować
zasady i wdrożenie pilotowe procesu wprowadzania punktów charakterystycznych w PRNG np. punkty charakterystyczne miejscowości, ujścia cieków, zasięgi masywów górskich, zasięgi uroczysk itp. W opracowanym systemie możliwe by było identyfikowanie zdarzeń w różnych systemach (funkcjonujących w ramach
infrastruktury informacji przestrzennej w Polsce) nie bezpośrednio poprzez współrzędne ale poprzez identyfikatory geograficzne. Podstawą do opracowania tego typu systemu jest norma ISO19112.Tego typu identyfikacja może być wykorzystywana miedzy innymi przy tworzeniu metadanych zgodnych z wymogami normy
ISO19115.
Nowym zadaniem nr 6, byłoby opracowanie zasad zapisu metadanych dotyczących WTBD zgodnie ze standardem ISO19115. Zadanie polegało by na rozszerzeniu istniejącej koncepcji i zasad zapisu
atrybutów specjalnych i metadanych w ramach TBD do postaci pozwalającej na zautomatyzowane przekazywanie tych danych z WTBD dla potrzeb serwerów katalogowych tworzonych w ramach infrastruktury
informacji przestrzennych. Wymagana będzie m.in. zmiana formatów zapisu tych danych na format xml oraz
rozszerzenie opisu zbiorów danych.
SPIS TREŚCI RAPORTÓW 2005 – 2007 Z WYKONANIA PROJEKTU
CELOWEGO
6T12220C/06552
(udostępnionych
hasłem
na
ftp://ftp.gislab.ar.wroc.pl/ProjektWBDT/UM) również w załączeniu.