Испанские геопорталы по устройству и функциям достаточно индивидуальны. Некоторые из функций и подходов реализованы массово и «канонизированы», часть остается предметом экспериментов или только планируется
А.В. Кошкарев
А.В. Кошкарев (ИГ РАН)
Продолжая подведение итогов визита российской делегации в Испанию (имеется в виду серия публикаций в третьем номере журнала «Пространственные данные» за 2008 г.), рассмотрим подробнее систему испанских геопорталов неотъемлемую часть инфраструктур пространственных данных областей страны. В соответствии с их классификацией речь пойдет о вертикальной линейке геопорталов, включая национальный, региональный и муниципальный уровни, а также о других геопорталах, ординируемых в пространстве целей, тематик, предметных областей и ведомств. Настоящий обзор конкретизирует общие впечатления автора от визита, общий анализ и его оценку состояния работ в области создания и использования ИПД Испании [1]. Предполагается, что опыт испанских коллег может быть использован в процессе «геопорталостроительства» в рамках реализации концепции инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации.
Среди традиционных функций, поддерживаемых геопорталом, особого внимания заслуживают функции поиска пространственных данных по метаданным, включая управление пространственными метаданными в целом, и их визуализации. Поисковые и визуализационные возможности геопорталов образуют функциональное ядро, баланс между ними может быть различен, но именно их реализация, как свидетельствует международный опыт, превращает информационный портал в полноценный и полнофункциональный геопортал.
В основе поисковой функции лежит развитый инструментарий управления метаданными. В систему управления метаданными Испании входит национальный стандарт на содержание метаданных NEM (Nщcleo Espacol de Metadatos), включающий 22 элемента ядра международного стандарта ISO 19115:2003 «Geographic information Metadata», 3 элемента «дублинского ядра», 2 элемента WFD/ISO 19115, 3 дополнительных элемента, предложенных экспертами, и 10 элементов оценки качества данных. В ИПД всех уровней и типов используется, как правило, отечественное свободно распространяемое программное средство оффлайновой подготовки и редактирования метаданных CatMDEdit ( http://catmdedit.sourceforge.net ), достаточно популярное и за рубежом, а также MetaD. Особенность всех испанских геопорталов состоит в том, что в целях обеспечения безопасности и качества метаданных онлайновая регистрация не поддерживается, это функция администратора геопортала. Операции поиска стандартны, он может вестись по географическому названию, координатам или ограничивающей прямоугольной рамке на подложке общегеографической карты в цилиндрической проекции. Обеспечивается доступ к каталогам метаданных.
Вторая из главных функций геопортала визуализация (точнее геовизуализация) реализована на основе разнообразного программного обеспечения, преимущественно с открытым кодом, поддерживающего тот или иной набор спецификаций Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC, США), включая, по крайней мере, WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), WCS (Web Coverage Service) и SLD (Style Layer Description) из девяти реально используемых спецификаций. Число операций, доступных для конструирования и управления изображениями, различно; некоторое представление об их разнообразии могут дать линейки инструментов в составе графического интерфейса пользователя соответствующих программных средств (рис. 1).
Разумеется, каждый геопортал содержит и другие элементы управления, например, легендами или графическими слоями. Более подробный сравнительный анализ поисковых и визуализационных функций геопорталов, включая геопортал ИПД Испании IDEE, можно найти в [2].
Анализируя облик, содержание и функции геопорталов, будем обращать внимание и на другие функции, факультативные и менее развитые, но подчас крайне любопытные и полезные, например, трансформацию данных от тривиального пересчета проекций, проведения геодезических расчетов или трансформирования координат при переходе из одной координатной системы в другую до аналитических операций ГИС.
Для визуализации на геопорталах обычно доступны десятки и сотни наборов или слоев данных. Часть из них можно отнести к базовым пространственным данным. Все без исключения геопорталы обеспечивают визуализацию топографических данных, в своей картографической форме близких к традиционным топографическим картам и планам с нижним масштабным порогом 1:20 000, 1:10 000, 1:5000 и реже 1:1000 (рис. 2), и ортоизображений, составленных из космических снимков с разрешением вплоть до метрового или аэроснимков с разрешением 0,5 м и лучше, а также их гибридов (рис. 3).
Рис. 2. Композиция слоев топографического набора данных на геопортале ИПД провинции Мурсия IDERM ( http://www.cartomur.com )
Состав доступных для визуализации наборов данных на геопорталах достаточно индивидуален, некоторые его особенности будут отмечены ниже.
Рис. 3. Гибрид мозаики изображений с КА QuickBird (2005) и топографической основы на геопортале ИПД провинции Мурсия IDERM
Заметим, что объем тематических данных на геопорталах, за редким исключением, относительно невелик, хотя программа INSPIRE, на положения которой опираются все испанские ИПД, ориентирована исключительно на решение экологических проблем Евросоюза, предполагая в перспективе планомерный сбор природной, социально-экономической, природно-ресурсной и природоохранной информации. Примером геопортала, где помимо традиционных слоев (топографическая основа, мозаика ортоизображений, кадастровые планы) есть и базовые тематические сюжеты, может служить геопортал ИПД Канарских островов IDECanarias. Он содержит данные о геологии (рис. 4), растительности (рис. 5), использовании земель, особо охраняемых территориях.
Рис. 4. Геопортал ИПД Канарских островов IDECanarias. Геологическое строение северной оконечности о. Гран-Канария
Рис. 5. Геопортал ИПД Канарских островов IDECanarias. Типы растительности
Геопортал национальной ИПД Испании IDEE
Геопортал (Geo-Portal) ИПД Испании IDEE открыт для посещения и использования в 2004 г. На центральной панели его главной страницы ( http://www.idee.es ) можно обнаружить пиктограммы всех действующих сервисов (рис. 6). Поисковый сервис достаточно стандартен (рис. 7).
Рис. 6. Главная страница геопортала ИПД Испании IDEE
Рис. 7. Окно поиска данных геопортала ИПД Испании IDEE
Визуализатор геопортала позволяет строить несколько основных типов изображений. Это общегеографическая карта, компонуемая из векторных слоев, представляющих собой избранные поднаборы базовых пространственных данных, с подложкой из светотеневого изображения рельефа, созданного методом отмывки на основе цифровой модели, по виду аналогичная или почти идентичная тому, что мы привыкли видеть на бумажных мелко-, средне- и крупномасштабных топографических картах. Второй сюжет ортомозаики космических и аэроснимков разной детальности (рис. 8).
Рис. 8. Мозаика аэроснимков высокого разрешения (0,5 м), созданная по материалам программы PNOA (национальный план ортоаэрофотосъемки)
Среди других сервисов трансформирование проекций, база данных топонимов, включающая 400 тыс. элементов 49 типов, и газеттир на ее основе, сервисы загрузки векторных данных (WFS-клиент), модули территориального анализа и обработки ЦМР, каталог данных.
Несомненный интерес представляет общеевропейский набор данных по использованию земель, созданный в рамках многолетних работ по программе CORINE. Имеется возможность строить карты в диапазоне масштабов 1:50 000 1:300 000 на две даты: 2000 г. (рис. 9) и 1990 г. и, сравнивая их, визуализировать данные по динамике использования земель за 10-летний период.
Рис. 9. ИПД Испании IDEE: использование земель
Всего для визуализации на геопортале доступно более 2 тыс. слоев данных в распределенной сети 200 серверов.
Уникальная особенность геопортала поддержка многоязычности. Содержание его страниц, элементы интерфейса пользователя и другие элементы управления, существующие в оригинале на испанском языке, дублируются на английском, французском, португальском, каталанском, баскском и галисийском языках. Геопортал IDEE рассматривается как тестовая площадка для решения общеевропейской проблемы многоязычности при реализации транснациональных программ и проектов. В той или иной степени многоязычны (за небольшим исключением) и геопорталы региональных ИПД Испании.
Геопорталы региональных ИПД
Наиболее простой выход на испанские региональные геопорталы нижняя линейка с 17 (по состоянию на 11 октября 2008 г.) пиктограммами флагов на главной странице геопортала IDEE (рис. 6); два из них в стадии развития (рис. 10). Дизайн, набор функций, контент, другие существенные характеристики региональных геопорталов достаточно индивидуальны. Во многом это связано с тем, что все они находятся на разных этапах развития в условиях относительной самостоятельности региональных ИПД в целом. Это особенно характерно для автономий с собственными нормативно-правовой базой, институциями, средствами, целями и другими региональными особенностями.
Рис. 10. ИПД регионального уровня [6]
Тем не менее, геопорталы региональных ИПД Испании объединяют приверженность стандартам и следование общенациональной научно-технической политике Национального географического института IGN национального картографического ведомства, год назад законодательно оформленной указом короля Хуана Карлоса I о создании национальной картографической системы (Real Decreto 1545/2007). Всем, кто интересуется деталями и принципами реализации испанских ИПД и геопорталов в их составе, можно рекомендовать обратиться к содержанию геопортала IDEE с краткими сведениями о системе и обширной, доступной для скачивания документацией, а также к обзорным аналитическим и отчетным литературным материалам [3, 5, 6].
Приведем три наиболее показательных примера; это геопорталы ИПД Каталонии IDEC, ИПД Андалусии IDEA и ИПД Наварры IDENA.
ИПД автономной области Каталония IDEC
ИПД Каталонии IDEC и ее геопортал созданы совсем недавно, в 2006 г., усилиями Картографического института Каталонии (Барселона). Тем не менее, это полноценный и полнофункциональный, бурно развивающийся региональный геопортал. Более того, опыт его развития стал недавно предметом обстоятельного исследования, выполненного в рамках программы INSPIRE [4]. ИПД Каталонии IDEC рассматривается как тестовая площадка для отработки механизмов реализации программы на переходном этапе и оценки экономической эффективности ИПД.
На геопортале существуют несколько наборов топографических данных разной детальности (вплоть до масштаба 1:1000). Рис. 11 дает представление о возможностях визуализации векторных топографических слоев данных с элементами кадастра вплоть до масштаба 1:5000. Это базовый масштаб для территории Каталонии. В отличие от других регионов и Испании в целом, материалы этого масштаба полностью покрывают территорию автономии; топографические наборы данных регулярно обновляются. Доступна не только их визуализация, но и бесплатное скачивание с регистрацией пользователей исключительно для целей ведения статистики геопортала.
Рис. 11. Геопортал ИПД Каталонии IDEC: визуализация топографических данных
Набор тематических данных невелик и стандартен, из них стоит отметить детальные (эквивалентные масштабу 1:100 000) данные о типах сельскохозяйственных угодий (рис. 12).
В качестве метаданных на геопортале зарегистрировано около 20 тыс. наборов данных. Сервис поиска данных (рис. 13.) оформлен в соответствии с канонами (обратите внимание на возможность задания четырех координат пространственного экстента; по непонятной причине на страницах поиска в испанских геопорталах такая возможность реализуется нечасто).
Рис. 13. Окно поиска данных по метаданным на геопортале ИПД Каталонии IDEC
Одна из особенностей геопортала наличие закрытого для широкой публики портала IDECLocal, объединяющего ресурсы пространственных данных муниципалитетов в том случае, если они не имеют аналогичных собственных служб. Еще одна характерная особенность IDEC в ее составе кроме уровня ИПД муниципалитетов существует еще несколько ИПД. Одна из них университетская ИПД IDEUnivers ( http://www.geoportal-idec.cat/ideunivers/local.jsp ), объединяющая ресурсы нескольких университетов с общим фондом из 3-4 тыс. наборов данных. В составе или во взаимодействии с ИПД Каталонии действуют также «тематические ИПД» (так они названы в документации): ИПД администрации Каталонии (Catalan Local Administrations SDI: http://www.geoportal-idec.cat/idelocal ), ИПД прибрежной зоны (Coasts SDI: http://www.geoportal-idec.net/idecostes ) и Картографического института Каталонии (ICC SDI: http://www.geoportal-idec.net/gestor/icc/cataleg ).
ИПД автономной области Андалусия IDEA
ИПД Андалусии IDEA стартовала в марте 2006 г. как развитие инициатив Картографического института Андалусии ICA (Севилья) по созданию картографической системы автономии ( http://www.andaluciajunta.es/IDEAndalucia/IDEA.shtml ). В отличие от национальной и других региональных ИПД ее создание сопровождалось детальным планированием на основе регионального законодательства (Decreto 141/2006 de Ordenatiуn de la Cartografia de Andalucia) и плавным переходом от парадигмы картографической системы к ИПД.
Данные, доступные для визуализации, ограничены «джентльменским набором» векторных и растровых топографических материалов разных масштабов (рис. 14), вплоть до эквивалента топографической карты масштаба 1:10 000, и разнодетальных мозаик ортоизображений, включая ортомозаики высокого пространственного разрешения (приведены к разрешению 1 м). Однако для загрузки предлагается широкий круг данных, включая тематические (промышленные объекты и транспортная инфраструктура, батиметрия литорали, водные объекты суши, особо охраняемые природные объекты и т. п.). Наличие большого массива данных по окружающей среде заслуга Министерства экологии, где их сбором заняты 60 сотрудников. Общие ежегодные затраты на сбор данных самую дорогостоящую часть ИПД составляют 30 40 млн евро при годовом бюджете института около 7 млн евро.
Рис. 14. Ортомозаика снимков Landsat и батиметрия прибрежной зоны на геопортале ИПД Андалусии IDEA
Как и в большинстве испанских геопорталов, используется программное обеспечение с открытым кодом, рекомендованное OGC, в данном случае MapServer, Geoserver и Deegree.
Пока на геопортале зарегистрировано около 12 тыс. наборов данных; все они произведены Картографическим институтом Андалусии. В будущем предполагается привлечь информационные ресурсы университетов и частных компаний.
В перспективе остающийся пока испаноязычным геопортал будет поддерживать еще несколько языков: английский, французский и португальский.
Топонимическая БД, производная от содержания топографической карты масштаба 1:10 000, будет содержать 200 тыс. топонимов. Традиционно используется национальная стандартизованная модель газеттира MNE (Modelo de Nomenclбtor de Espaсa, v. 1.2).
Экзотический сервис доступ к каталогу старинных карт (132 тыс. наименований), который параллельно существует в записях на DVD.
Геопортал ИПД автономной области Наварра IDENA
ИПД Наварры IDENA, как результат развития и составная часть Территориальной информационной системы Наварры SITNA, и ее геопортал функционируют с 2005 г. ( http://idena.navarra.es ). На рис. 15 приведен визуализатор геопортала с общегеографической картой автономии, которая строится по умолчанию.
Рис. 15. Визуализатор геопортала ИПД Наварры
Для визуализации на геопортале доступны 140 слоев данных, из них 79 считаются базовыми; это топографические наборы данных и данные дистанционного зондирования. Значительная часть из них тематические, в том числе непосредственно связанные с охраной окружающей среды и сохранением биоразнообразия (таблица).
Таблица. Тематика данных ИПД Наварры
Данные подготовлены совместными усилиями пятнадцати департаментов автономии (большая часть Министерством сельского хозяйства и охраны окружающей среды), что стало возможным благодаря отлаженному межведомственному взаимодействию.
Данные можно визуализировать на фоне высококачественного детального светотеневого изображения рельефа, построенного методом отмывки по ЦМР (рис. 16).
Рис. 16. ИПД Наварры IDENA: визуализация общегеографических элементов на фоне рельефа
Часть информации представлена в крупных масштабах (1:1000 1:500), включая данные по земельному кадастру (рис. 17).
Рис. 17. ИПД Наварры IDENA: визуализация данных земельного кадастра
Среди многочисленных проектов альянса SITNA IDENA отметим один из важных именно на региональном и муниципальном уровнях проект GEO-POP, одна из целей которого внедрение механизмов «электронной администрации». Кроме того, проектом предусмотрено развитие мобильных сервисов для рядового пользователя (горожан, туристов), когда «толстый» клиент, бесплатно загружаемый в коммуникатор или смартфон, способен по крупномасштабному плану обеспечить поиск объектов (маршруты движения и остановки общественного транспорта, предприятия сферы обслуживания, коммунальные службы и т. п.), ориентацию в незнакомом пространстве и передвижение по городу. Все подобные сервисы бесплатны и реализованы в пределах городских территорий, в данном случае на территории Памплоны административного центра автономной области Наварра.
Геопортал ИПД Наварры IDENA испаноязычен.
Геопорталы локальных ИПД
Административно-территориальную вертикаль испанских ИПД завершают локальные ИПД. Фактически это муниципальные ИПД; их многие десятки при общем числе муниципалитетов более 8 тыс. (рис. 18). Возможность реализации ИПД в конкретном муниципалитете зависит от организационных, технических, финансовых условий и средств, от региональной информационной политики и инфраструктуры. Главные их особенности, обусловленные территориальным охватом, детальностью, масштабами и целями, повышенное внимание к земельному кадастру, объектам недвижимости и градостроительству, а также развитие публичных сервисов.
Рис. 19. Главная страница геопортала ИПД Памплоны IDEPamplona
Немного об истории ИПД Памплоны. Ее истоки Территориальная информационная система Наварры SITNA (Sistema de Informatiуn Territorial de Navarra), стартовавшая в 2000 г. и до сих пор исполняющая роль организующей надстройки над двумя ИПД автономии, куда входит также упоминавшаяся ранее региональная ИПД Наварры IDENA. SITNA создана по инициативе крупной частной компании TRACASA (Trabajos Catastrales, S.A.), исполняющей роль региональной кадастровой и топографо-картографической службы, с ежегодным оборотом, сравнимым с годовым бюджетом Картографического института Андалусии. SITNA имеет свой геопортал (рис. 20), который можно отнести к категории корпоративных ( http://sitna.navarra.es ).
Рис. 20. Главная страница геопортала SITNA
Нетрудно убедиться, что по структуре, содержанию и функциям геопортал SITNA близок к упоминавшимся выше региональным геопорталам. Система обеспечивает сбор, обработку, оперативное обновление и использование высокодетальной информации вплоть до уровня земельного кадастра (рис. 21).
Рис. 21. SITNA: границы земельных участков и уличная сеть Памплоны на подложке из мозаики аэроснимков
От SITNA ИПД Памплоны унаследовала практику тесного межведомственного взаимодействия, сбалансированное развитие сервисов (в том числе мобильных), ориентированных на использование как административными органами, так и простыми гражданами, свободу и бесплатность распространения всей информации из общего межведомственного фонда. Геопортал ИПД Памплоны по функциям и содержанию мало чем отличается от других геопорталов. Стандартен и набор визуализируемых данных, включающий данные регионального уровня и высокодетальные муниципальные данные.
Большинство данных может быть не только визуализировано на геопортале, но и загружено с него пользователем в формате SHP-файлов.
Практика обслуживания широкой публики и информационно-справочный характер геопортала в целом обязывают иметь данные по самым разнообразным объектам (рис. 22).
Рис. 22. ИПД Памплоны IDEPamplona: объекты и уличная сеть на фоне функционального зонирования города
О публичных сервисах, поддерживаемых SITNA на территориях Памплоны и автономии Наварра, сказано в разделе региональных ИПД.
Читателю можно порекомендовать самостоятельно познакомиться с аналогичным муниципальным геопорталом ИПД Сарагосы SDIZar (рис. 23) и убедиться, что и здесь круг решаемых задач, набор данных и сервисов кардинально отличен от того, что мы видели на региональных геопорталах. Это, прежде всего, публичные информационно-справочные сервисы, ориентированные на горожан и туристов, с возможностями поиска улиц, разнообразных объектов по адресам, планирования маршрутов передвижения по городу, в том числе с использованием мобильных устройств типа коммуникаторов или смартфонов.
Выше мы уже упоминали одну из таких ИПД IDEUnivers и другие ИПД под «крышей» ИПД Каталонии IDEC.
Хорошим примером геопортала ведомственной ИПД может служить геопортал ИПД бассейна р. Эбро (IDE-Ebro), функционирующий с 2005 г. на основе информационных ресурсов ГИС Эбро (GIS-Ebro). ИПД Эбро типичная ведомственная специализированная ИПД по водным ресурсам, созданная по заказу бассейнового управления р. Эбро и нацеленная на решение сложных водохозяйственных проблем, обусловленных острым дефицитом воды для орошения (площадь орошаемых земель в границах ее водосбора более 800 тыс. га). Позиционируя ИПД Эбро в привычной иерархии территориальных уровней, ее можно назвать межрегиональной. В пределах ее бассейна площадью 86 тыс. км2 расположены девять административных образований, а часть притоков берет начало в южных провинциях Франции и в Андорре (рис. 24).
Рис. 24. Бассейн р. Эбро [7]
Эбро довольно полноводная река длиной 928 км. Гидрографическая сеть в пределах ее водосбора достигает 13 тыс. км, в базе данных водных объектов содержится 1442 сегмента речных русел (рис. 25).
Рис. 25. Эбро в черте Сарагосы
Геопортал ИПД Эбро позволяет выполнять поиск данных по географическим названиям, ограничивающей рамке и тематике данных (рис. 26).
Визуализатор геопортала обеспечивает компоновку картографических изображений на основе нескольких сотен наборов данных (рис. 27). Все они доступны не только для визуализации, но и для загрузки в форматах SHP-файлов и в стандарте языка GML.
Рис. 27. Визуализационные возможности геопортала. Композиция слоев: пункты наблюдения и геологическое строение территории
Заключение и выводы
Проанализировав ряд испанских геопорталов, следует отметить некоторые примечательные особенности:
планомерная реализация трехуровневой схемы организации ИПД и геопорталов;
стандартизация, включая использование международных стандартов серии ISO 19100, обеспечивающая интероперабельность данных и сервисов в распределенной среде;
наличие более или менее широкого набора геосервисов;
практически повсеместное использование программных средств с открытыми кодами, в том числе отечественной разработки (преимущественно лаборатории IAAA Университета Сарагосы), поддерживающих спецификации OGC в части Web-картографирования и других геосервисов;
многоязычность большинства геопорталов;
визуализация данных в формах, отличных от двумерных: в виде «трехмерных» картографических изображений и анаглифических мозаик снимков, допускающих стереовосприятие;
наличие цифровых моделей рельефа среднего (шаг 25 м) и частично высокого (5 м) разрешения, позволяющих генерировать высококачественное светотеневое изображение рельефа, используемое в качестве растровой подложки под векторные слои, и вести его обработку (расчет и визуализация карт углов наклона и экспозиций склонов);
бесплатность существенной части данных и сервисов.
Напомним еще раз, что испанские геопорталы по устройству и функциям достаточно индивидуальны. Некоторые из функций и подходов реализованы массово и «канонизированы», часть остается предметом экспериментов или только планируется. Однако накопленный опыт и потенциал «геопорталостроительства» вселяет вполне обоснованные надежды на дальнейшее развитие. Этот опыт достоин изучения и воспроизведения.
Список литературы
1. Кошкарев А.В. Основные черты и особенности создания и функционирования инфраструктуры пространственных данных Испании // Пространственные данные. 2008. № 3. С. 6 13. 2. Кошкарев А.В. Геопортал как инструмент управления пространственными данными и геосервисами // Пространственные данные. 2008. № 2. С. 6 14. 3. Spatial Data Infrastructures in Spain: State of play Autumn 2006 / Marco Fritz (SADL)&Peter Beusen (ICRI) // Country report on SDI elaborated in the context of the study commissioned by EC (EUROSTAT) in the framework of the INSPIRE initiative. http://inspire.jrc.ec.europa.eu/reports/stateofplay2006/rcr06ESv93.pdf. 4. The socio-economic impact of the Spatial Data Infrastructure of Catalonia / M. Graglia (Editor) // IRC scientifical and technical reports. 2008. 62 p. 5. Mas-Mayoral S., Rodriguez-Pascual A.F., Alonso-Jimйnez J.-Б., Sбnchez-Maganto A., Abad-Power P. New ways of exploring cartography. Development of Spanish NSDI // XXIII International Cartographic Conference. Moscow, 4 10 August 2007 [электронный ресурс]. 6. Mas-Mayoral S., Rodriguez-Pascual A.F., Alonso-Jimйnez J.-Б., Sбnchez-Maganto A., Abad-Power P. Spanish NSDI as a platform of resources and Web services // INSPIRE Conference 2008, 23 25 June 2008. http://www.ec-gis.org/Workshops/inspire_2008/presentations/08_03_abad.pdf. 7. Pilot river basin activity report. Phase II: 2005-2006. Water Framework Directive implementation pilot activities key challenges and recommendations from the Pilot River Basins. Report prepared by Pilot river basins, European Commission, DG Environment and the Joint Research Centre. 13 June 2007. http://www.enmar.org/sites/home/news/download/2007-06-13_report_pilot_river_basins_en.pdf.
RSS
Реклама
