Анализ современного состояния работ представлен по двум взаимосвязанным направлениям развития информационно-телекоммуникационных технологий применительно к решению задач создания национальной инфраструктуры пространственных данных (ИПД) и связанной с ней Земельной информационной системы (ЗИС) Финляндии
А.В. Кошкарев (ИГ РАН)
Работы по созданию ИПД Финляндии выполняются в соответствии с руководящим документом, который определяет Национальную стратегию создания и использования географической информации на период 2005 2010 гг. [1]. Основное содержание документа было опубликовано в переводе на русский язык [2]. Национальная стратегия создания и использования географической информации может рассматриваться как составная часть более общей Программы создания информационного общества (Information Society Programme).
В развитие принципов организации ИПД Финляндии, заложенных в [1], Министерством сельского и лесного хозяйства опубликовано Руководство по гармонизации базовых наборов пространственных данных, подготовленное рабочей группой по гармонизации в составе Национального совета по географической информации FCGI (Finnish (National) Council for Geographic Information), руководимой А. Якобсоном [3]. Гармонизация рассматривается как необходимое условие обеспечения интероперабельности БПД на национальном, локальном и, что не менее важно, международном, т. е. европейском уровне. Содержание [3] существенно шире проблематики БПД и охватывает широкий круг вопросов, связанных с реализацией других компонентов национальной ИПД с учетом положений Директивы Евросоюза INSPIRE.
Руководящая роль в создании ИПД Финляндии принадлежит совету, утвержденному Правительством Финляндии 21 июля 2001 г. Совет объединяет представителей 16 ведущих министерств и ведомств под председательством Ярмо Вайттинена генерального секретаря Министерства сельского и лесного хозяйства (Ministry of Agriculture and Forestry).
В составе совета действуют четыре рабочие группы: «Управление качеством и стандартизация» (председатель Ристо Куйттинен, Геодезический институт Финляндии; секретарь Антти Якобсон, NLS); «Сотрудничество по вопросам сбора данных и информационных услуг» (председатель Яана Мякеля, корпорация «Генимап»; секретарь Ирье Суксдорфф, Финский институт окружающей среды); «Стратегия географической информации и координация» (председатель Ярмо Ратиа, NLS; секретарь Антти Вертанен, Морская администрации Финляндии); Группа по INSPIRE.
Задачей совета является служить консультативным органом по всем вопросам ИПД, оценивать ее состояние, расширять сферу использования пространственных данных, устранять дублирование работ и данных, содействовать повышению экономической эффективности сбора данных и оказания геоинформационных услуг, выявлять основные потребности пользователей пространственных данных, разрабатывать стратегию ИПД и координировать деятельность всех участников работ.
Основной разработчик ИПД Финляндии Национальная земельная служба NLS (National Land Survey (of Finland), см. http://www.nls.fi ), которая совмещает функции национальных топографо-картографической и земельно-кадастровой служб, являясь агентством в структуре Министерства сельского и лесного хозяйства (Ministry of Agriculture and Forestry, см. http://www.mmm.fi ).
Как топографо-картографическая служба, NLS выполняет значительную часть работ по созданию национальной ИПД Финляндии и оказанию геоинформационных услуг. Стратегия и планы реализации ИПД опираются на программные установки Директивы Европейского союза INSPIRE. Другая система, разрабатываемая и эксплуатируемая службой и соразмерная по масштабности национальной ИПД, это Земельная информационная система (ЗИС). В результате реализации ее инициатив совместно с 86 муниципалитетами с июня 2005 г. функционирует ЗИС, устройство которой соответствует современным требованиям к системам такого типа.
В составе NLS кроме администрации пять отделов и 13 региональных подразделений с общим штатом более 2 тыс. сотрудников.
Помимо традиционной продукции NLS производит и продает перечисленные ниже цифровые продукты, которые могут послужить основой для формирования базовых пространственных данных (БПД) в составе ИПД ( http://www.nls.fi , http://www.maanmittauslaitos.fi/en ).
Топографическая база данных TDB (NLS Topographic database). По точности представления пространственных объектов соответствует топографическим картам масштабов 1:5 000 1:10 000. Период обновления базы составляет 3 10 лет, данные о дорожной сети обновляются ежегодно. TDB покрывает всю территорию Финляндии за исключением крайнего севера Лапландии. БД входит в состав и управляется топографической информационной системой NLS, начало работ над которой относят к 1992 г. Новая система JAKO/TDB, создаваемая с 1998 г., функционирует в среде программного средства Smallworld и поддерживает векторную модель пространственных данных. В 2006 г. она содержала 100 Гб данных, включая данные о 2 млрд промежуточных точек в координатных описаниях 50 млн линейных объектов; 9 млн полигонов; 8 млн точечных объектов и ассоциированных картографических символов; 3 млн текстовых аннотаций; 5,5 млрд высотных отметок цифровой модели рельефа. В нее же входят ортоизображения: результаты обработки цифровых черно-белых ортофотоснимков, полученных при проведении аэрофототопографической съемки в масштабах 1:16 000 и 1:31 000.
В TDB инкорпорированы некоторые элементы, дополняющие ее содержание и представляющие самостоятельные цифровые продукты. Среди них «Автодорожная и уличная сеть» производства компании Digiroad, позволяющая планировать маршруты и рекомендуемая к использованию вместе с другими данными об автодорогах; набор Finnra производства Финского автодорожного управления (Finnish Road Administration); «Водные объекты» с дополнительными сведениями о границах водосборных бассейнов и отдельными слоями водотоков в виде полигонов с их осевыми линиями; «Земли сельскохозяйственного назначения» и др.
Мелкомасштабные топографические, обзорно-топографические и общегеографические карты. В дополнение к TDK доступны для использования цифровые продукты, продолжающие ее масштабный ряд: 1:100 000, 1:250 000, 1:500 000, 1:1 000 000, 1:2 000 000, 1:4 500 000.
Растровые копии около 300 листов топографической карты масштаба 1: 10 000 PerusCD, распространяемые в записях на компакт-дисках.
Цифровая модель рельефа на всю территорию Финляндии. Получена путем преобразования цифровых записей горизонталей в триангуляционную модель TIN и интерполяции в узлы сетки 25х25 м.
Набор данных об использовании земель, ландшафтах и лесных массивах на всю территорию страны. Первый национальный набор такого типа в Европе, созданный на основе дешифрирования космических снимков с разрешением 50х50 м с выделением контуров по 50 классам.
Реестр географических названий (Geographic Names Register). Является производным от TDK и содержит около 800 тыс. топонимов в объеме топографической карты масштаба 1:20 000.
Кадастровые карты, отражающие содержание реестров недвижимости с идентификаторами земельных участков, кадастровыми границами, межевыми знаками и прочими элементами на топографической основе. Созданы путем фотограмметрической обработки снимков и цифрования бумажных графических документов в составе информационной системы JAKO NLS, включают информацию о 4,2 млн объектов недвижимости преимущественно в масштабе 1:5000.
Система оплаты услуг по предоставлению большинства наборов данных строится на основе лицензий. Лицензии на использование данных топографической БД выдаются, как правило, на десять лет. Пользователи могут получить и ежегодную лицензию. Лицензии различаются по числу пользователей: базовая рассчитана на группу из 1 5 пользователей, многопользовательская на 6 20 пользователей и корпоративная на более чем 20 пользователей. Отдельным разрешением регулируется возможность публикации полученных материалов в сети Интернет. Авторские права на продукты охраняются соответствующим законом (Finnish Copyright Act, 404/61) и принадлежат NLS.
Цена на векторные цифровые продукты определяется их типом и площадью отображаемой территории. Так, данные топографической БД стоят 2 евро за 1 км2, а БД масштаба 1:1 000 000 1 евро за 1 км2. Набор данных на всю территорию Финляндии (338 тыс. км2) составляет 235 тыс. и 3 тыс. евро соответственно. Цена растровых наборов данных составляет 20% (и меньше) от стоимости аналогичных векторных продуктов, т. е. 62,5 тыс. и 420 евро для упомянутых выше полных наборов.
Компоненты ИПД. Базовые пространственные данные
Базовые пространственные данные в общепринятом смысле этого термина в Национальной стратегии создания и использования географической информации носят название «core geographic information» и состоят из двух частей: базовой географической информации (basic geographic information), или базовых наборов пространственных данных (basic geographic datasets), и тематической (отраслевой, ведомственной) географической информации (sector-specific geographic information). Основой производитель БПД NLS, довольно большой объем базовых тематических данных находится в ведении Финского института окружающей среды SYKE (Finnish Environment Institute). В генерализованном виде БПД представлены на рис. 1.
Рис. 1. Обобщенный состав БПД
Полный перечень БПД, согласованный с аналогичным перечнем тем в приложениях Директивы INSPIRE (в скобках указаны номера приложений I, II или III): Базовые наборы пространственных данных
Базовые геодезические данные:
Система геодезических координат (I)
Пункты геодезических сетей Основные топографические данные:
Рельеф суши (II)
Рельеф дна водоемов (I)
Береговые линии (I)
Базовые элементы содержания топографических карт Базовые данные административного реестра:
Недвижимость (II)
Здания и сооружения (III)
Демографические данные (III)
Объекты торговли и бизнеса (III) Географические названия и адреса:
Адреса (II)
Географические названия (I) Данные дистанционного зондирования:
Аэроортофотоснимки (II)
Космические снимки Базовая тематическая географическая информация (1) Данные о транспортных сетях, водных путях и других объектах транспортной инфраструктуры:
Транспортные сети (I)
Защитные устройства
Аэронавигационные опасности
Сети электроснабжения, кабели и магистрали Данные об административных единицах, особо охраняемых территориях и использовании земель:
Административные единицы (I)
Особо охраняемые территории (I) и территории ограниченного использования (III)
Планировочные данные (III)
Использование земель (III) и элементы ландшафта (II)
Памятники истории, данные о кораблекрушениях, археологические данные Данные о почвах и коренных породах:
Геофизические данные
Коренные породы (III) и их состав
Почвы (III) и их состав Гидрологические данные:
Подземные воды
Русла рек и водосборные бассейны (I)
Суббассейны (I) Статистические данные:
Данные по ячейкам сетей деления территории (I) Данные об окружающей среде и природных ресурсах:
Природная среда (III)
Загрязненные земли и свалки
Сельское хозяйство
Леса
Погодные условия и качество воздушной среды (III).
Приведенный перечень БПД со временем, вполне вероятно, может измениться, что не противоречит положениям Национальной стратегии создания и использования географической информации.
С учетом того внимания, которое уделяется тематическим группам БПД, ориентированным на решение задач охраны окружающей среды, важную роль в формировании БПД и пространственных данных будет играть Финский институт окружающей среды SYKE ( http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=5297&lan=en ). Институт располагает значительными ресурсами пространственных данных (больше 50 наборов), большая часть которых приобретена у сторонних производителей для внутренних нужд, кое-что создано собственными силами, включая данные о подземных водах, особо охраняемых территориях и объектах и т. п.
Механизмы гармонизации БПД для обеспечения их интероперабельности, описанные в руководстве [3], иллюстрируются в нем несколькими примерами. Один из них решение проблемы установления соответствия данных по речной сети в базе данных Института окружающей среды, созданной в рамках работ по Директиве ЕС по водным ресурсам (EU Water Framework Directive, WFD), и в слое топографической сети NLS. Оба агентства занимаются проверкой и корректировкой своих БД, выполняя, по существу, одну и ту же работу. При этом Институт сообщал NLS о выявленных несоответствиях, а NLS не информировала Институт об изменениях в своей БД. Кроме того, Институт использует модель данных, принятую в работах по WFD, которая отлична от модели NLS. Предлагаемые меры по гармонизации процедур сбора, обновления данных и содержания БД сводятся к тому, что NLS будет использовать другую модель данных, а Институт сможет обновлять свои БД, разработав информационную систему для онлайнового доступа к обновлениям БД NLS через XML-интерфейс. Отношения между обеими организациями будут закреплены соглашениями об общих обменных форматах и протоколах, единых требованиях к качеству данных и процедурах аудита.
Нормативно-правовая база и стандарты
Помимо двух основных программных документов, касающихся непосредственно ИПД Финляндии [1, 3], в основе ее нормативной базы лежат несколько более общих законодательных актов. Это законодательство об авторских правах, наследующее положения Закона об авторском праве от 8 июля 1961 г. (The Finnish Copyright Act of 1961 № 404), и сформированное на основе законодательства ЕС об авторских правах в информационном обществе. Доступ к информации общественного сектора и органов управления в Финляндии всегда отличался открытостью и либеральным законодательством, в настоящее время он регулируется, в частности, Законом о публичности деятельности органов управления (Act on the Openness of Government Activities), вступившем в силу с 1 декабря 1999 г. Согласно этому закону, информация, генерируемая органами государственного управления, признается открытой для публичного доступа (public domain). Существующие ограничения доступа к данным и их использования регламентируются, по-видимому, единственным документом Законом о защите персональных данных от 22 апреля 1999 гг. (The Personal Data Act, 523/1999), учитывающим положения Директивы 95/46/ЕС Европейского парламента и Совета Европейского союза от 24 октября 1995 г. о защите прав частных лиц применительно к обработке персональных данных и о свободном движении таких данных (EC Directive 95/46/EC). С небольшими поправками положения Директивы 95/46/ЕС учтены в Законе о защите персональных данных 2000 г. (Personal Data Act, 986/2000). Защита сведений о личной жизни граждан, содержащихся в базовых реестрах, осуществляется путем авторизации доступа к ним. Законодательство Финляндии полностью соответствует положениям Директивы ЕС о защите персональных данных и авторских правах в электронных сетях (Directive on Privacy and Electronic Communications, 2002/58/EC). В отношении некоторых БПД, например данных о недвижимости, действует свое законодательство: Закон о реестре объектов недвижимости (Real Estate Register Act, 392/85), Закон о Земельной информационной системе и связанных с ней информационных услугах (Land Information System and Related Information Services, 453/2002) и др.
Другую часть нормативной базы ИПД Финляндии образуют стандарты. Национальная система стандартизации основана на так называемых рекомендациях (JHS-recommendations), разрабатываемых Консультативным комитетом по управлению информацией JUHTA (Advisory Committee on Information Management) Министерства внутренних дел.
Полные тексты стандартов на финском языке доступны на сайте ( http://www.jhs-suositukset.fi/intermin/hankkeet/jhs/home.nsf/pages/indexeng) ; там же приводятся аннотации на английском языке большей части утвержденных стандартов (32 стандарта), часть из которых имеет отношение к проблематике ИПД: JHS 134 Plan, site layout plan and building prohibition codes; JHS 135 Plan, site layout plan and building prohibition data quality; JHS 138 Real estate unit identifier, unseparated area identifier and identifier for land use rights and restrictions unit; JHS 148 Classification of land use; JHS 153 ETRS89 coordinates in Finland; JHS 154 Map projections, plane coordinates and map sheet index for ETRS89 in Finland.
На сайте GeoFinland ( http://www.maanmittauslaitos.fi/paikkatiedot/default.asp?id=866 ) упоминаются стандарты с плановым сроком утверждения в 2008 2010 гг.: JHS 158 Metadata of geographic information; JHS 160 Quality management of geographic information; JHS 162 Modelling of geographic information for data transfer; JHS 163 N2000 the vertical reference system of Finland.
По другим данным, список стандартов, поддерживающих работы над ИПД, выглядит так (в квадратных скобках перечислены международные стандарты, взятые за основу национальных): JHS 153 ETRS89 Coordinate Reference System in Finland; JHS 154 Map Projections, Plane Coordinates and Map Sheet Index based on ETRS89 Coordinate Reference System; JHS 158 Metadata of Geographic Information [ISO 19115, 19139]; JHS 160 Quality Management of Geographic Information [ISO 19113, 19114, 19138]; JHS 162 Modelling of Geographic Information for Data Transfer [ISO 19118, 19136].
Среди готовящихся упомянуты также: JHS XXX Metadata for Imagery and Gridded Data; JHS XXX Content Services of Geographic Information (WMS, WFS, WCS); JHS XXX Vertical Reference System N2000.
Процесс стандартизации данных и геосервисов в ближайшем будущем будет ориентирован на адаптацию и использование международных стандартов, что декларируется в [1] и подробно рассматривается в [3], в свою очередь конкретизирующем положения Директивы INSPIRE применительно к задачам совершенствования национальной нормативной базы и ее гармонизации с европейской политикой в области стандартов на географическую информацию, т. е. стандартов серии ISO 191ХХ технического комитета ISO/TC 211 «Geographic information/Geomatics» ( http://www.isotc211.org/pow_all.htm ; рис. 2), их европейских аналогов, разрабатываемых техническим комитетом CEN/TC 278 «Geographic Information» Европейского комитета по стандартизации CEN (Comite Europeen de Normalization, http://www.cenorm.be ), и спецификаций Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC, http://www.opengeospatial.org ).
Рекомендации Совета FCGI по их использованию, зафиксированные в [3], сводятся к следующему.
Рис. 2. Стандарты содержания географической информации серии ISO 191XX [3]
В области требований к семантическому описанию данных предполагается разработка стандартов на типы цифровой продукции и стандартных спецификаций на каждый из базовых наборов данных. При этом рекомендовано руководствоваться следующими стандартами ИСО: ISO 19110 Methodology for feature cataloguing (Методология каталогизации объектов); ISO 19131 Data product specifications (Спецификации продукции); ISO 19115 Metadata (Метаданные); ISO 19113 Quality principles (Принципы оценки качества).
В области спецификации моделей данных и правил их цифрового описания предполагается разработка стандартов управления содержанием (JHS XXX Content Services of Geographic Information) и моделирования и обмена данными (JHS 162 Modelling of Geographic Information for Data Transfer) на основе стандартов: ISO 19103 Conceptual schema language (Язык концептуальных схем); ISO 19107 Spatial schema (Пространственная схема); ISO 19108 Temporal schema (Временная схема); ISO 19109 Rules for application schema (Правила для схемы приложений); ISO 19118 Encoding (Кодирование); ISO 19136 Geography Markup Language (GML) (Географический язык разметки GML).
В области управления качеством данных предполагается разработка стандартов оценки качества и описания процессов (JHS 152 и JHS 152) на основе стандартов ИСО серии 191XX: ISO 19113 Quality principles (Принципы оценки качества); ISO 19114 Quality evaluation procedures (Процедуры оценки качества); ISO 19115 Metadata (Метаданные); ISO 19138 Data quality measures (Меры качества данных), а также более общих стандартов качества: SFS-EN ISO 9000 Quality Management systems. Basis and terminology; SFS-EN ISO 9001 Quality Management systems. Requirements; SFS-EN ISO 9004 Quality Management systems. Guidelines for improving performance; SFS-EN ISO 19011 Quality Management and/or Environmental Management system auditing guidelines; ISO/TR 10013:fi Quality Management system documentation guidelines.
В области согласования БПД и обеспечения их интероперабельности планируется более широкое использование стандартов OGP (WMS, WFS, WSDL), SOAP на языки UML, XML. Их внедрение предусмотрено Национальной стратегией создания и использования географической информации, опирающейся, в свою очередь, на Директиву INSPIRE.
Управление метаданными
Можно считать, что до 2006 г. как таковой общенациональной системы управления метаданными в Финляндии не существовало [4], исключая некоторые наборы данных, доступные на геопорталах. В качестве основы пространственных метаданных использовались элементы «дублинского ядра» (Dublin Core), включая описание данных «Директория географических данных» (Geographic Dataset Directory), которое содержало метаописания 345 наборов пространственных данных 20 национальных организаций и более 40 органов управления локального и регионального уровней. Координирующая роль в деле организации служб управления метаданными принадлежит NLS. На 2006 г. была намечена модернизация системы метаданных, ориентированная на внедрение стандарта ISO 19139. Пока этот стандарт, как и разрабатываемый национальный стандарт содержания пространственных метаданных JHS 158 «Metadata of geographic information» на основе ISO 19115, реализован в отдельных проектах и службах. До сих пор не существует и службы каталогов для онлайновой регистрации метаданных на геопорталах, хотя проводятся эксперименты с ограниченным числом тестовых наборов пространственных данных, подобные пилотному проекту MapLibrary.
Геопорталы и геосервисы
В структуре ИПД пока нет единого межведомственного геопортала, например, подобного геопорталу GOS ИПД США NSDI. Пока его замещает национальный портал GeoFinland (рис. 3), аккумулирующий документацию по работам над ИПД (на финском, шведском и английском языках), но без функций поиска данных.
Эти функции выполняет другой общенациональный геопортал MapSite ( https://www.karttapaikka.fi/karttapaikka/default.asp?id=787 ) как сервис NLS. Геопортал рассчитан на две целевые аудитории: широкую публику (Citizen s MapSite) и профессионалов (Professional MapSite). Сервисы Citizen s MapSite бесплатны. По данным 2004 г. профессиональный раздел геопортала насчитывал около 1600 пользователей, число ежегодно регистрируемых посетителей публичного раздела достигло 70 тыс., число обращений к нему и запросов на поиск карт 6,5 млн [5]. По данным 2006 г. Citizen s MapSite насчитывал более 120 тыс. зарегистрированных пользователей, число обращений в год составило 9,5 млн при 85 тыс. посещений еженедельно, число пользователей профессионального MapSite составило более 1000 человек [4]. Услуги Professional MapSite предоставляются за плату, например, обработка запроса на поиск составляет 0,25 евроцента.
Рис. 4. Геопортал MapSite с изображением, заданным по умолчанию
Контент геопортала составляют топографические карты от мелких масштабов до масштаба 1:16 000 (максимальный масштаб визуализации). Геопортал имеет и стандартный интерфейс пользователя (на финском, шведском и английском языках) с традиционным набором функций (рис. 4, 5), возможностью поиска по адресам, координатам, номенклатуре листов топографических карт и т. п. Кроме того, есть функции перерасчета данных в иные системы координат (Transform), включая KKJ national grid coordinate system, KKJ uniform grid coordinate system, EUREF-FIN (ETRS-TM35FIN), KKJ geographic и EUREF-FIN geographic, создания меток пользователя (Create link), смены установок видеоэкранного изображения карт и их высококачественной печати (платная услуга).
Рис. 5. Геопортал MapSite, топографическая карта г. Турку (масштаб визуализации близок к максимальному)
Пилотные проекты, эксперименты, новые технологические решения
Среди инициатив по реализации ИПД и ее компонентов заслуживают внимания и детального ознакомления следующие:
Пилотный проект создания общедоступной бесплатной «субнациональной» (региональной) ИПД на юго-западный регион страны [6]. Среди ее инициаторов и разработчиков Региональный совет юго-западного региона (Regional Council of Southwest Finland) и географический факультет Университета г. Турку. Начало работы над проектом 1999 г., физическая сетевая структура была сформирована в 2002 г. Источники финансирования средства Евросоюза (проект EU ENVIFACILITATE) и национальные фонды. Доступ к ИПД обслуживает полнофункциональный геопортал ( http://www.lounaispaikka.fi/kartta ) . Геопортал (рис. 6) примечателен тем, что он трехъязычен (финский, шведский и английский). Картографический сервис портала основан на спецификациях OGC, включая WMS и WFS, и среди прочего содержит серию карт островной части региона (Archipelago Sea Map), комплексный региональный атлас (Thematic Atlas) и атлас состояния окружающей среды (Environmental Atlas). Служба запросов и управления данными имеет более 200 метаописаний региональных информационных ресурсов. Среди наиболее популярных сюжетов у посетителей геопортала пешеходные экскурсионные маршруты (обслуживание до 30 тыс. экскурсантов в год).
Рис. 6. Геопортал Lounaispaikka. Слой транспортной сети
Программа создания электронных морских навигационных карт (МНК) повышенного качества, принятая Морской администрацией Финляндии (Finnish Maritime Administration) в 1996 г., завершена созданием единой системы, централизованной БД, функционирующей на основе программных средств ESRI, Inc. (США) и предназначенной для производства как электронных, так и печатных карт [7]. Первые финские электронные МНК были изготовлены в 1999 г., а в 2006 г. ими пользовались уже 270 судов, оснащенных оборудованием и программными средствами системы ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) Международной гидрографической организации IHO.
Эксперименты по созданию высокодетальной национальной ЦМР и переход к ее использованию [8] ведутся по решению Министерства сельского и лесного хозяйства на основании отчета, опубликованного в марте 2006 г. Новая ЦМР будет строиться по результатам обработки материалов воздушного лазерного сканирования. Тестовый проект ведется Национальной земельной службой совместно с Финским геодезическим институтом (Finnish Geodetic Institute, см. http://www.fgi.fi ) с весны 2006 г. Его цели: выбрать оптимальные параметры съемки, оценить точность ЦМР, ее удельную себестоимость (на единицу площади), возможность использования за пределами первоначально ставившейся задачи, прежде всего в лесном хозяйстве, а также в приложениях по охране окружающей среды (например, при прогнозировании катастрофических паводков и половодий и оценке рисков и ущербов от наводнений). Ожидаемое разрешение новой национальной ЦМР Финляндии (замещающей существующую модель с шагом сетки 25 м и фрагментарную модель с шагом 5 м) 2 м, средняя квадратическая погрешность представления высот 0,5 м.
Тезаурус тематики пространственных данных, созданный в Технологическом университете Хельсинки, может рассматриваться как механизм управления ключевыми словами, существенно повышающий качество пространственных метаданных и эффективность поиска на геопорталах [9]. Он включает около 400 нормализованных терминов по 17 темам, основанных на перечне 19 предметных областей («топиков») стандарта на содержание пространственных данных ISO 19115:2003 с учетом тематики данных Директивы INSPIRE. Пакет «Dataset topic category, MD_TopicCategoryCode» ISO 19115 является обязательным и входит в состав ядра тезауруса, однако каждый его тематический элемент определен перечислением подтем, сгруппированных по неочевидным и спорным принципам, и сопровождается достаточно случайными «примерами», что создает определенные трудности для составителей метаданных, не способствуя к тому же релевантности ответов на запросы пользователей. В современной научной литературе появился термин «семантическое разрешение» пространственных метаданных, означающий точность позиционирования описываемого набора данных в пространстве смыслов. Очевидно, что любой национальный профиль стандарта ISO 19115, включая российский ГОСТ Р 52438 2005 «Географические информационные системы. Термины и определения», должен сопровождаться подобным тезаурусом или онтологией, формируемыми с учетом специфики национальных терминологических систем.
Служба каталогов и портал для загрузки пространственных данных Paikkatietolainaamo (Spatial Data Lending Facility) объединяет свободно (бесплатно) распространяемые ресурсы пространственных данных [10]. Портал (рис. 7) функционирует с 2003 г., это разработка Университета г. Турку, но в настоящее время обслуживается совместно с Университетом Хельсинки. Источник финансирования средства Евросоюза (фонд EU s Life Environment). Общее число наборов данных, доступных для скачивания, около 300 от 19 поставщиков данных. В месяц загружается 50 200 наборов. Данные охватывают территорию страны в целом и ее юго-западный регион, они предназначены для использования в научных и учебных (т. е. некоммерческих) целях. Для визуализации и доступа к данным требуется регистрация. Информация приводится на финском языке, часть текстов дублируется на английском ( http://www.paikkatietolainaamo.fi ). Загрузка протоколируется, данные о зарегистрированных пользователях фиксируются и используются для оценки востребованности данных и изучения рынка.
Рис. 7. Геопортал Paikkatietolainaamo
Общедоступные геосервисы в Национальном парке Nuuksio (разработка отдела геоинформатики и картографии Геодезического института Финляндии FGI [11, 12], стартовавшая в 2006 г.) реализуют возможность доступа к ресурсам пространственных данных парка в режиме «всегда и всюду», получившем пока не переводимое на русский язык наименование «ubiquitous geospatial services»; по аналогии подобные «повсеместные» ГИС и системы картографирования именуются «ubiquitous GIS» и «ubiquitous mapping». Ubiquitous geospatial services обеспечивается беспроводной сетевой средой, эксплуатируемой в тестовом режиме, что позволяет пользователям (посетителям парка) ориентироваться в реальной среде, используя LBS-сервисы и возможности двух- и трехмерной визуализации данных в форме карт и объемных изображений рельефа с элементами топографической основы масштаба 1:10 000 (рис. 8) на экранах коммуникаторов, смартфонов и мультимедийных мобильных телефонов. Ограниченное разрешение и малый формат экранов этих устройств, наряду с другими характеристиками оперативной видеоэкранной графики, вынудили провести сравнительный анализ наиболее популярных моделей и графических свойств генерируемых «на лету» изображений [13].
Рис. 8. Плановое двухмерное (ортогональное) изображение рельефа (справа и слева) и трехмерное с наклоном оси «камеры» (посередине)
Помимо прочего, на территорию национального парка создана ЦМР с шагом 25 м и точностью 1,5 м, для части парка (250 км2) существует ЦМР субметрового разрешения и цветная ортомозаика с разрешением 20 см.
Машина поиска и планирования маршрутов ([14]; http://www.matka.fi/en ) представляет собой общенациональный сервис, поддерживаемый Министерством транспорта и связи Финляндии (Finnish Ministry of Transport and Communications). В основе сервиса данные о 215 тыс. наименований улиц и 18,9 млн адресов, что позволяет планировать маршруты передвижения между пунктами. Интерфейс услуги на финском, шведском ( http://www.resa.fi ) и английском ( http://www.journey.fi ) языках.
Проект KuntaGML по гармонизации обмена данными в муниципальных информационных системах ведется по инициативе Ассоциации местных и региональных органов власти с целью выработки типовых технологических решений в области информационного обмена, общих для стран Евросоюза. В проекте участвуют около 150 муниципалитетов.
Геоинформационный рынок
Объем вложений в отрасли, прямо или косвенно использующие пространственные данные, составляет несколько сотен миллионов евро. Несколько десятков миллионов евро ежегодно вкладываются в производство пространственных данных и развитие услуг на их основе. По данным на конец 2006 г., приведенным в [3], только на сбор БПД тратится около 200 млн евро. Тем не менее, рынок геоинформатики развит пока недостаточно. Это является серьезным препятствием для развертывания работ по ИПД, ведь один из главных источников ее финансирования и покрытия расходов на разработки доходы от платных сервисов по предоставлению пространственных данных, прежде всего основного их производителя Национальной земельной службы NLS.
Земельная информационная система Финляндии
Современная Земельная информационная система Финляндии введена в действие 1 июня 2005 г. Это рубеж, который отделяет «старую» ЗИС от «новой». Принципиальное различие между ними состоит в том, что новая ЗИС объединила пространственные данные о недвижимости, ранее хранившиеся исключительно в Национальной земельной службе Финляндии, с атрибутивными данными 86 муниципалитетов и самой NLS. Произошел переход от ведения 87 отдельных кадастров к единой системе (в технологическом смысле единой базе данных), объявленной Законом о Земельной информационной системе и связанном с ней информационном обслуживании (Act on the Land Information System and Related Information Service) официальным государственным реестром недвижимого имущества в ряду базовых реестров Финляндии. Создание новой системы стало возможным благодаря технологическим решениям, разработанным совместными усилиями рабочих групп NLS, Ассоциации финских местных и региональных органов власти и Министерства юстиции, объединенных в Консультативный совет по ЗИС. С правовой точки зрения кадастровые данные новой ЗИС стали официальными и юридически значимыми.
Как система кадастра, ЗИС содержит данные обо всех единицах, т. е. самостоятельных объектах, прав собственности на недвижимое имущество по муниципалитетам на зоны их ответственности в пределах городских поселений (2% территории Финляндии) и районным бюро NLS, охватывающим своей деятельностью всю остальную территорию. В ЗИС также включены данные о правах собственности (зарегистрированных правах титулах) на недвижимое имущество, его залогах и обременениях, зафиксированные в земельных реестрах районных судов Министерства юстиции, которые еще используются в течение переходного периода к новой ЗИС.
Структура ЗИС включает три главных компонента: кадастр (кадастровый реестр), реестр земель и кадастровые планы (карты).
В качестве единиц недвижимого имущества в кадастровый реестр вносятся: недвижимость; участки земли; общественные земли; лесные земли, находящиеся в государственной собственности; охраняемые территории, образованные на землях, находящихся в собственности государства (согласно Закону об охране природы (the Nature Conservation Act (1096/1996) или законодательству, действовавшему до его принятия); территории, образованные в результате выкупа (выкупные единицы); территории, образованные для общественных нужд; отдельные земли, образованные отступившим морем, а также общественные водные пространства; территории общего пользования и общественные дороги, а также прилегающие к ним полосы, в отношении которых действует Закон об общественных дорогах (Act on Public Roads, 243/1954) и управление которыми осуществляется на основе права прохода; территории, переданные во владение на аналогичных основаниях до 1 января 1958 г., при условии, что указанные дороги все еще используются в качестве публичных дорог и учитываются в реестре недвижимого имущества в качестве единиц регистрации.
Новая ЗИС стала доступной для использования на национальном уровне весной 2005 г., когда произошло внедрение ее в деятельность NLS, а затем в деятельность каждого из муниципалитетов. Система, разработанная NLS и именуемая JAKO, основана на программном продукте ГИС Smallworld (разработка компании GE ENERGY, подразделения General Electric Company, США), который был дополнен приложениями и БД с функциями работы с цифровыми топографическими данными. В качестве приложения для онлайнового доступа к системе в режиме реального времени служит геопортал MapSite.
Затраты на разработку системы за 2001 2005 гг. составили около 70 человеко-лет, а на ее внедрение около 50 человеко-лет, что потребовало участия 40 штатных специалистов и разработчиков прикладных программ. После ввода данных объемом около 120 Гб БД системы содержала сведения о 5 млн единиц недвижимого имущества, 20 млн межевых знаков и 25 млн отрезков границ.
Ответственность за административное управление ЗИС, технические разработки, эксплуатацию, а также финансовое управление лежит на Национальной земельной службе NLS. Затраты на разработку JAKO составили около 8 млн евро из бюджета NLS и 4 млн евро вложили муниципалитеты. Доходы от продажи данных будут направляться на покрытие инвестиций, а также распределяться между сторонами, участвующими в обслуживании данных ЗИС, т. е. между NLS, муниципалитетами и Министерством юстиции.
В 2005 г. в ЗИС было обработано около 1,7 млн поисковых запросов, а получаемая от них прибыль составляет порядка 10 млн евро в год.
Для просмотра данных о недвижимости создано приложение с интерфейсом, позволяющим искать их по адресу, местоположению или идентификационному коду владельца, просматривать найденные записи, в том числе выписку из кадастрового реестра, фрагмент карты (плана) и другую документацию (свидетельство о регистрации прав, залоге, сервитутах и т. п.), и распечатывать их. Картографические возможности интерфейса иллюстрируются рис. 9.
Рис. 9. Объекты недвижимости на фоне растровой картографической подложки городского плана масштаба 1:1000
Спустя год после начала штатной эксплуатации системы ее онлайновыми услугами пользовались 450 клиентов на возмездной основе и 4 тыс. бесплатно. Платная услуга предоставляется по лицензии (контракту с NLS), ее стоимость складывается из оплаты лицензии и числа запросов. За плату системой пользуются компании, деятельность которых требует наличия кадастровых данных на постоянной основе (например, банки, агенты и нотариусы, работающие с недвижимым имуществом). Бесплатно услугами могут пользоваться граждане (в пунктах обслуживания клиентов); органы NLS и тех муниципалитетов, которые ведут земельный кадастр; 320 муниципалитетов, в обязанность которых не входит его ведение; объединения муниципалитетов; разрешительные органы, отвечающие за охрану окружающей среды; региональные центры по охране окружающей среды; лесоустроительные центры и государственные провинциальные органы.
Технологии, обеспечивающие взаимодействие систем муниципалитетов и ЗИС, позволяют муниципалитетам вести оперативное обновление данных. Как правило, установленная периодичность обновления составляет от одного дня (т. е. в режиме внесения изменений по мере их поступления), если они касаются атрибутивной части данных, до недели для пространственных данных. Пользователи имеют возможность получать данные об обновлениях бесплатно (муниципалитеты) или на платной основе с периодичностью от одного дня до недели, а сводные обновленные данные (новую фиксированную версию БД) ежемесячно. Ежегодно в кадастр вносятся сведения о 25 тыс. кадастровых съемок NLS и о 4 тыс. кадастровых съемок муниципалитетов.
Содержание кадастровых карт складывается из собственно кадастровой информации и элементов топографических карт (планов), выполняющих роль цифровой топографической основы. Их сведение в единый документ стало возможным с созданием общего (единого) программного интерфейса для топографических и кадастровых данных.
В основе интерфейса лежит спецификация (де-факто стандарт) WMS (OpenGISў Web Map Service (WMS) Implementation Specification) Open Geospatial Consortium, Inc., который обеспечивает взаимодействие клиента и сервера по протоколу передачи гипертекстовых сообщений HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), позволяя получать с сервера запрашиваемые данные в форме растровых изображений (в данном случае картографических).
Сообщения с сервера поступают в формате языка географической разметки GML, разработанного и оформленного в виде спецификации консорциумом OGC (OpenGISў Geography Markup Language (GML) Implementation Specification) и утвержденного позже в качестве международного стандарта ISO 19136:2007 «Geographic information Geography Markup Language (GML)».
Оплата информационных услуг
Срок окупаемости инвестиций в создание ЗИС составляет около 8 лет. Затраты на разработку покрываются доходами, получаемыми Национальной земельной службой, муниципалитетами и Министерством юстиции за счет оказания информационных услуг. Из них же покрываются расходы на эксплуатацию системы, ее модернизацию, администрирование и т. п. Плата за пользование данными устанавливается Министерством сельского и лесного хозяйства. Существует довольно обширный список пользователей, для которых услуги бесплатны (органы государственного управления, муниципалитеты и т. п.).
Система оплаты услуг по использованию цифровых кадастровых планов и карт ЗИС, как и большинства наборов данных ИПД, строится на основе лицензий. Лицензии выдаются, как правило, на десять лет. Лицензия, рассчитанная на группу из 1 5 пользователей, принимается за базовую с коэффициентом 1. Плата за многопользовательскую лицензию устанавливается с повышающим коэффициентом 1,5. Корпоративная лицензия с числом пользователей более 20 имеет коэффициент 3-4. Лицензия дает право на обработку и модификацию полученных данных, их распечатку для собственных нужд и изготовление защищенных и далее не распространяемых копий. Публикация данных, затрагивающая имущественные интересы правообладателей в части имущественных прав на использование данных, оплачивается отдельно. Отдельным разрешением регулируется возможность опубликования полученных материалов в сети Интернет. Пользователи могут получить и ежегодную лицензию (15 25% от стоимости базовой лицензии), а также однократную лицензию. Без дополнительной платы осуществляется конвертирование в форматы ESRI (SHP), MapInfo (MIF), MaagisXL, Maagis, Maagis2 и Fingis.
Таблица. Цены на выборку данных из реестров в интерактивном режиме по клиентской лицензии (евро)
Гражданину или юридическому лицу (банку, ипотечной компании и т. п.), оформляющему сделку с недвижимостью, при подготовке документов (например, купли-продажи) выписки из реестров (недвижимости, прав владельцев и обременений) обойдутся в 45 евро (10, 15 и 20 евро соответственно).
Анализ текущего состояния работ по созданию ИПД Финляндии, в том числе в рамках реализации Стратегии создания и использования географической информации на период 2005 2010 гг., в свою очередь опирающейся на Директиву INSPIRE и ее рабочие программы, позволяет отметить ряд примечательных особенностей, интересных с точки зрения возможности их воспроизведения в отечественных разработках:
наличие работоспособного и полномочного координирующего органа Совета по географической информации, продуманный состав его членов;
подготовка Стратегии создания и использования географической информации на период 2005 2010 гг. качественного документа, закладывающего основы поэтапной реализации сформулированных в ней принципов и методов;
внимание к инициативам в рамках Директивы INSPIRE;
развитая нормативная правовая база и стремление к гармонизации национального законодательства с общеевропейским, в том числе в сфере информационно-коммуникационных технологий;
расширение состава БПД за счет включения в них наборов тематических данных, в том числе природоохранной тематики (с учетом положений Директивы INSPIRE);
наличие национальной Земельной информационной системы, опыт разработки и эксплуатации которой открывает перспективы взаимодействия ЗИС и ИПД, интеграции ресурсов пространственных данных, их совместного использования с общими для обеих систем программными интерфейсами;
вовлечение в орбиту ИПД новых технологических разработок, научных исследований, выполняемых в университетах.
2. Тихонов В.В., Щербаков А.И. Национальная стратегия географической информации Финляндии (2005 2010 гг.) // Пространственные данные. 2006. № 3. С. 12 19.
3. Improving operational efficiency with geographic information. Practical guidelines for the harmonisation of core geographic datasets. Ministry of Agriculture and Forestry 12a/2006. 30 p.
4. Spatial Data Infrastructures in Finland: State of play, Autumn 2006 // Country report on SDI elaborated in the context of a study commissioned by the EC (EUROSTAT) in the framework of the INSPIRE initiative (Under Framework Contract REGIO/G4-2002-02-Lot 2). December 2006: http://www.ec-gis.org/inspire/reports/stateofplay2006/rcr06FIv101.pdf .
6. Karppi K., Nurmi L. Lounaispaikka a thriving example of a sub-national SDI in Southwest Finland // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 8 9.
7. Mattila J.T. Top quality nautical charting // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 14 15.
8. Vilhomaa J. Providing a national digital terrain model using laser scanning // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 24 27.
9. Ahonen-Rainio P., Korhonen K. Design aspects of a thesaurus for thematic search in geospatial metadata services // XXIII International Cartographic Conference «Cartography for everyone and for you» [электр. ресурс].
10. Kalliola R., Toivonen T. Paikkatietolainaamo download facility: a Finnish solution to enhance the access to digital spatial data // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 10 11.
11. Sarjakovski T., Sarjakovski T. Towards ubiquitous geospatial services Nuuksio National Park as a test environment // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 22 23.
12. Sarjakovski T., Sarjakovski T., Kuittinen R. Establishing a test environment for ubiquitous geospatial applications // XXIII International Cartographic Conference «Cartography for everyone and for you» [электр. ресурс].
13. Pyysalo U., Sarjakovski T., Sarjakovski T. 3D-visualization of airborne laser elevation model for mobile devices // XXIII International Cartographic Conference «Cartography for everyone and for you» [электр. ресурс].
14. Vuorio M. WWW.MATKA.FI: door-to-door timetables and route information for the entire Finnish public transport system, available from one place // POSITIO. Cartography, GI Science and GI Technology in Finland. ICC 2007 special issue. P. 28 29.
1) Данные, которые должны быть приведены в соответствие с положениями Директивы INSPIRE (Предложения к Директиве, COM (2004) 516). См. также: Каталог Авторов: - Кошкарев А.В.
RSS
Реклама
А.В. Кошкарев (ИГ РАН)
