Modellering av geodata

Modellering av geodata er metoder for å utvikle og dokumentere geodata. Modelleringa baseres ofte på ISO 19100-serien for geografisk informasjon, og bruker da Unified Modeling Language (UML) som modelleringsspråk.

Innledning

Geodata er modeller av den virkelige verden. Delene som beskrives er ofte konkrete objekter, men også ulike grader av abstrakte fenomener kan stedfestes som geodata. Heretter vil fenomen brukes om det som beskrives i den virkelige verden.

Geodata for et fenomen er en modell som ofte blir betraktet som et objekt i betydningen brukt i objektorientert programmering. Vi vil heretter bruke geoobjekt om et objekt i geodata-modellen. 

Geodata kan beskrive ethvert fenomen i den virkelige verden. Hensikten med å modellere geodata er å dokumentere, harmonisere og standardisere geodata og geodatatjenester, slik at en bruker forstår hva dataene beskriver. Etter at internett ble populært er dette blitt enda viktigere:

 Før internett ble geodata brukt av få (og profesjonelle) brukere, og disse hadde gjerne oversikt over geodataene. I dag er tilfanget av geodata større, og brukerne er mange. Denne endringen gjør dokumentasjon viktigere.
 Harmonisering av geodata innebærer blant annet at geoobjekttyper (og deres egenskaper) er forsøkt navnet unikt på tvers av geodatasett. Med internett er det mulig å la dokumentasjonen følge geodatasett til sluttbruker, også via geodatatjenester, noe som kan redusere betydningen av harmonisering.
 Antall geodatasett og geodatatjenester er i dag stort, og standardisering kan øke kvaliteten og redusere kostnadene på geodatatjenester.

Internasjonale standarder

De fleste standardene for geodata blir utgitt av International Organization for Standardization (ISO). Innen ISO er det den tekniske komiteen ISO/TC 211 som behandler geodatastandarder.

ISO-standarder er åpne, men ikke gratis. Noen ISO-standarder er utviklet i samarbeid med andre organisasjoner, og kan da være gratis. Et eksempel på dette er GML-standarden, som er utviklet av Open Geospatial Consortium (OGC).

ISO-standarder for geodata er samlet i ISO 19100-serien.

ISO 19100-serien

ISO 19100-serien bruker
Unified Modeling Language (UML), og dette er det vanligste modelleringsspråket for geodata. ISO 19103
International Organization for Standardization, 2015, ISO 19103:2015 Geographic information -- Conceptual schema language.
definerer det grunnleggende konseptuelle språket for geodatamodellering.

UML er et grafisk modelleringsspråk, der diagrammene er sentrale. Innen modellering av geodata kalles diagrammene applikasjonsskjema. ISO 19109
International Organization for Standardization, 2015, ISO 19109:2015 Geographic information -- Rules for application schema.
gir regler for applikasjonsskjema.

En sentral del av geodatamodellering er stedfestinga, og ISO 19107
International Organization for Standardization, 2005, ISO  19107:2003 Geographic information -- Spatial schema.
definerer ulike geometrier og topologier for geodata. Et subsett av geometriene som er definert i ISO 19107 kalt 'simple features' er også beskrevet i ISO 19125
ISO 19125-1:2004 Geographic information -- Simple feature access -- Part 1: Common architecture
(gratis tilgjengelig fra OGC
OpenGIS Implementation Specification for Geographic information - Simple feature access - Part 1: Common architecture (05-126, 06-103r3, 06-103r4)).
Disse enkle geografiske objektene er støttet i de fleste databasesystemer og filformater for geodata.
 Kresse, Wolfgang and Danko, David M, 2012, Springer handbook of geographic information, Springer Science & Business Media.

Modellering av metadata

ISO 19115
International Organization for Standardization, 2014, ISO 19115-1:2014 Geographic information -- Metadata -- Part 1: Fundamentals.
gir et standardisert oppsett (og modell) for å beskrive metadata for geodatasett. 

Likevel er det verdt å merke seg at ordet metadata kan brukes med ulike betydninger, og dette gjelder også for geodata. Det er sjelden at metadata modelleres for datasett, i stedet brukes gjerne generiske metadataskjema (for eksempel INSPIRE-metadata
Commission Regulation (EC) No 1205/2008 of 3 December 2008 implementing Directive 2007/2/EC of the European Parliament and of the Council as regards metadata (Text with EEA relevance) 4.12.2008).

Modellering av produktspesifikasjoner

Produktspesifikasjoner for geodata er standardisert i ISO 19131
International Organization for Standardization, 2007, ISO 19131:2007 Geographic information -- Data product specifications..
En produktspesifikasjon spesifiserer i utgangspunktet et geodatasett, men bør også ha informasjon som muliggjør produksjon, distribusjon og bruk av datasettet.

Modeller for en produktspesifikasjon og metadata kan være nært knyttet tilhverandre og inneholde felles elementer. I utgangspunktet er en forskjell at ISO 19131 beskriver hvordan et geodatasett bør bli, mens ISO 19115 beskriver hvordan det ble (ISO 19131, side v). Praksis i dag er at produktspesifikasjoner beskriver geoobjekter i et datasett, mens metadata er felles for alle geoobjektene i datasettet. Dette kan komme av at mange geodataeiere har produsert eller produserer datasettene selv, og dermed er produktspesifikasjonen viktigst for distribusjon og bruk av datasettet (SIS-TR 40, Figur 7
Swedish Standards Institute, 2015, Geografisk information - Handbok för dataproduktspecifikation, Standard - Tekniska rapporter SIS-TR 40:2012.).

Realisering av UML-modeller

UML-modeller for geodata kan leses og forstås. De kan også brukes til å generere annen dokumentasjon, for eksempel kan mye av innholdet i en produktspesifikasjon hentes fra UML-modellen.

GML-applikasjonsskjema dokumenterer datasett på GML-format. GML-applikasjonsskjema kan genereres fra UML-modeller (realisering). Det er vanlig å benytte ShapeChange til dette. ShapeChange har GNU General Public License.

Modellering av geodatatjenester

En tjener kan tilby geodatatjenester til klienter. Modellering og dokumentasjon av geodata som leveres av en geodatatjeneste kan være utfordrende.

Modellering av geodatatjenester er standardisert i ISO 19119
International Organization for Standardization, 2005, ISO 19119:2005 Geographic information -- Services..

Web Feature Service

Web Feature Service (WFS) er betegnelsen på tjenester som kan levere geoobjekter (features). WFS en standard utviklet av OGC
OGC - Web Feature Service
og inkludert i ISO
International Organization for Standardization, 2010, ISO 19142:2010 Geographic information -- Web Feature Service..

Det er vanlig at WFS leverer geoobjekter på GML-format, og geoobjektene kan da dokumenteres ved (som URI til) GML-applikasjonsskjema og metadata).

Web Map Service

Web Map Service (WMS) er tjenester som leverer kart i et bildeformat. WFS en standard utviklet av OGC
OGC - Web Map Service
og inkludert i ISO
International Organization for Standardization, 2005, ISO 19128:2005 Geographic information -- Web map server interface.

En WMS-tjeneste kan inneholde en rekke lag, og for hvert lag kan hver piksel tilordnes URIer til GML-applikasjonsskjema og metadata. Det kan likevel være utfordrende å formidle dokumentasjonen siden det kan være vanskelig å vite hvilket lag som er aktivt, og lag kan være (delvis) transparente.

Bufrede karttjenester

Bufrede karttjenester leverer kart som er generert på forhånd. Målet er raske tjenester, og genereringa av kartet kan være tidkrevende for en tjener. I tillegg spares tid ved at bufrede karttjenester ofte viser ett lag.

Tile Map Service (TMS)
Open Source Geospatial Foundation - Tile Map Service Specification
er en tidlig spesifikasjon for bufrede karttjenester. Web Map Tile Service (WMTS)
OGC - OpenGIS Web Map Tile Service Implementation Standard
er en videreutvikling inspirert av TMS, og WMTS kan også levere dokumentasjon for geoobjekter som er avbildet (for hver piksel). Siden bufrede karttjenester ofte bruker WMS for å generere kartet, gjelder de samme utfordringene ved formidling av dokumentasjon.

INSPIREs produktspesifikasjoner

Med bakgrunn i INSPIRE-direktivet
Directive 2007/2/EC of the European Parliament and of the Council of 14 March 2007 establishing an Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE) 14.03.2007
har EU utarbeidet produktspesifikasjoner for geodata. Produktspesifikasjonene gjelde en rekke fagområder, og det kreves at eksisterende geodata tilpasses produktspesifikasjonene.

Geodataloven
Lovdata.no: Geodataloven (2010), Lov av 3. september 2010 nr. 56 om infrastruktur for geografisk informasjon.
med forskrift
Lovdata.no: Geodataforskriften (2012), Forskrift av 8. august 2012 nr. 797 om infrastruktur for geografisk informasjon.
gir bestemmelser for hvordan Norges forvaltning skal forvalte geodata. En sentral bestemmelse er at også Norge skal tilpasse geodata til INSPIREs produktspesifikasjoner. Dette kravet betyr at INSPIREs UML-modeller vil påvirke norsk modellering av geodata.

Referanser

Kategori:Kartografi
Kategori:Geomatikk

de:Geoinformation
en:Geoinformation