STANDARDS GUIDE

Transcription

1 地 理 信 息 标 准 指 南 国 际 标 准 化 组 织 / 地 理 信 息 技 术 委 员 会 全 国 地 理 信 息 标 准 化 技 术 委 员 会 秘 书 处 ISO/TC 211 国 内 技 术 归 口 办 公 室 译 中 国 北 京 2011 年 10 月

2 目 录 目 录...2 引 言...5 国 际 标 准 化 与 国 际 标 准 化 组 织 (ISO) 的 任 务...5 前 言...6 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组...6 ISO/TC 211 的 工 作 范 围...8 背 景...8 地 理 信 息 社 会 面 临 的 标 准 化 挑 战...10 基 于 位 置 服 务 及 空 间 能 力 应 用 拓 展...10 互 联 网 GPS 以 及 移 动 通 信 对 地 理 信 息 应 用 的 影 响...11 ISO/TC 211 用 户 群 体...14 ISO/TC 211 A 级 联 络 员...14 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 (GSDI)...15 联 合 国 地 理 信 息 工 作 组 (UNGIWG)...15 欧 洲 空 间 信 息 基 础 设 施 (INSPIRE)...15 ISO/TC 211 已 发 布 标 准 的 综 述...17 地 理 信 息 标 准 化 的 基 础 架 构 标 准...17 地 理 信 息 数 据 模 型 标 准...17 地 理 信 息 管 理 标 准...17 地 理 信 息 服 务 标 准...18 地 理 信 息 编 码 标 准...18 特 定 专 题 领 域 标 准...18 基 础 架 构 标 准...19 ISO 19101:2002 地 理 信 息 参 考 模 型...20 ISO/TS 19103:2005 地 理 信 息 概 念 模 式 语 言...23 ISO/TS 19104:2008 地 理 信 息 术 语...24 ISO 19105:2000 地 理 信 息 一 致 性 测 试...25 ISO 19106:2004 地 理 信 息 专 用 标 准

3 数 据 模 型 标 准...27 ISO 19109:2005 地 理 信 息 应 用 模 式 规 则...28 ISO 19107:2003 地 理 信 息 空 间 模 式...31 ISO 19123:2005 地 理 信 息 数 据 覆 盖 的 几 何 与 函 数 模 式...34 ISO 19108:2002 地 理 信 息 时 间 模 式...37 ISO 19141:2008 地 理 信 息 运 动 要 素 模 式...40 ISO 19137:2007 地 理 信 息 核 心 空 间 模 式...43 地 理 信 息 管 理 标 准...45 ISO 19110:2005 地 理 信 息 要 素 编 目 方 法...46 ISO 19111:2007 地 理 信 息 基 于 坐 标 的 空 间 参 照...48 ISO 19112:2003 地 理 信 息 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照...50 ISO 19113:2002 地 理 信 息 质 量 原 则...52 ISO 19114:2003 地 理 信 息 质 量 评 价 过 程...54 ISO 19115:2003 地 理 信 息 元 数 据...56 ISO 19131:2007 地 理 信 息 数 据 产 品 规 范...59 ISO 19135:2005 地 理 信 息 项 目 注 册 规 程...61 ISO/TS 19127:2005 地 理 信 息 大 地 测 量 代 码 与 参 数...63 ISO/ TS 19138:2006 地 理 信 息 数 据 质 量 度 量...65 地 理 信 息 服 务 标 准...66 ISO 19119:2005 地 理 信 息 服 务...67 ISO 19116:2004 地 理 信 息 定 位 服 务...70 ISO 19117:2005 地 理 信 息 图 示 表 达...73 ISO :2004 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 1 部 分 : 通 用 架 构...75 ISO :2004 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 2 部 分 :SQL 实 现...77 ISO 19128:2005 地 理 信 息 网 络 地 图 服 务 器 接 口...79 ISO 19132:2007 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 参 考 模 型...81 ISO 19133:2005 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 跟 踪 与 导 航...84 ISO 19134:2007 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 多 模 式 路 径 规 划 与 导 航...86 地 理 信 息 编 码 标 准...87 ISO 19118:2005 地 理 信 息 编 码...88 ISO 6709:2008 基 于 坐 标 的 地 理 位 置 标 准 表 示 方 法...90 ISO 19136:2007 地 理 信 息 地 理 标 记 语 言 (GML)...92 ISO/TS 19139:2007 地 理 信 息 元 数 据 XML 模 式 实 现

4 特 定 专 题 领 域 标 准...96 ISO/TS :2008 地 理 信 息 参 考 模 型 第 2 部 分 : 影 像...97 ISO/TS :2008 地 理 信 息 元 数 据 第 2 部 分 : 影 像 与 格 网 数 据 扩 展...99 ISO/TC 211 与 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟

5 引 言 国 际 标 准 化 与 国 际 标 准 化 组 织 (ISO) 的 任 务 国 际 标 准 化 的 主 要 目 的 是 通 过 消 除 技 术 性 贸 易 壁 垒 促 进 产 品 与 服 务 的 交 流 负 责 规 划 制 定 和 采 用 国 际 标 准 的 三 大 机 构 是 : 国 际 标 准 化 组 织 (ISO) 国 际 电 工 委 员 会 (IEC) 和 国 际 电 信 联 盟 (ITU), 其 中 IEC 负 责 电 工 电 子 技 术 领 域,ITU 负 责 大 部 分 电 信 技 术 领 域,ISO 负 责 其 他 所 有 领 域 ISO 是 一 个 法 定 机 构, 其 成 员 来 自 130 多 个 国 家 的 国 家 标 准 化 机 构 ( 在 国 际 层 面 代 表 社 会 和 经 济 利 益 的 组 织 ) 构 成, 其 日 常 工 作 由 设 置 在 瑞 士 日 内 瓦 的 ISO 中 央 秘 书 处 负 责 ISO 的 主 要 出 版 物 是 国 际 标 准 国 际 标 准 体 现 了 全 球 公 开 透 明 协 商 一 致 和 技 术 一 致 性 的 基 本 原 则 这 些 原 则 通 过 代 表 各 方 利 益 的 ISO 技 术 委 员 会 (ISO/TC) 在 标 准 编 制 中 对 公 众 征 询 意 见 的 过 程 (ISO 技 术 询 问 ) 得 以 保 证 为 满 足 市 场 需 求,ISO 及 其 技 术 委 员 会 还 提 供 ISO 技 术 规 范 (ISO/TS) ISO 可 公 开 提 供 的 规 范 (ISO/PAS) 和 ISO 技 术 报 告 (ISO/TR), 这 些 ISO 出 版 物 的 协 商 一 致 性 程 度 较 低, 因 此 不 具 有 国 际 标 准 的 同 等 地 位 ISO 还 提 供 工 业 技 术 协 议 (ITA) 作 为 弥 合 社 会 团 体 开 展 的 活 动 与 ISO 及 其 成 员 国 进 行 的 正 式 标 准 化 过 程 之 间 分 歧 的 桥 梁 ITA 与 国 际 标 准 的 重 要 区 别 在 于,ITA 是 通 过 仅 有 直 接 利 益 相 关 者 参 与 的 ISO 研 讨 会 制 定 的, 因 此 它 不 具 有 国 际 标 准 的 地 位 5

6 前 言 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组 旨 在 促 进 对 ISO/TC 211 制 定 标 准 的 认 识 采 用 和 推 广 标 准 化 的 最 大 利 益 建 立 在 使 用 广 泛 认 同 和 接 受 的 国 际 自 愿 性 标 准 的 基 础 上, 这 些 标 准 是 所 有 利 益 相 关 方 通 过 公 开 和 协 商 一 致 的 过 程 制 定 的, 具 有 最 高 技 术 水 平 除 了 传 统 的 地 理 实 用 性 的 标 准 化 外, 具 有 创 新 性 的 新 兴 的 及 未 知 的 技 术 和 应 用 领 域 的 标 准 化 提 出 了 超 越 已 建 立 的 地 理 标 准 化 过 程 的 挑 战 以 前 标 准 化 是 一 个 对 技 术 现 状 认 识 和 进 行 规 范 化 的 过 程, 现 在 标 准 化 需 要 更 多 的 预 见 性, 需 要 谨 慎 地 定 义 新 技 术 的 需 求 与 实 现, 但 不 能 干 扰 或 不 利 于 新 技 术 的 发 展 不 言 而 喻,ISO/TC 211 的 职 责 是 制 定 一 套 相 互 协 调 的 地 理 信 息 标 准, 与 制 定 标 准 至 少 同 等 重 要 的 一 个 未 明 确 说 明 的 战 略 方 向 是 这 些 标 准 在 国 际 上 的 推 广 应 用 因 此,ISO/TC 211 的 这 些 战 略 方 向 可 以 通 过 标 准 的 制 定 使 用 以 及 隐 含 的 协 调 与 协 商 一 致 过 程 进 行 观 察, 协 调 与 协 商 一 致 贯 穿 了 制 定 和 使 用 这 两 个 阶 段, 为 标 准 化 的 成 功 提 供 了 保 证 标 准 制 定 的 主 要 问 题 是 : 标 准 技 术 的 开 发 制 定 地 理 或 相 关 标 准 的 机 构 标 准 制 定 的 优 先 顺 序 标 准 及 互 操 作 测 试 以 及 制 定 和 批 准 技 术 规 范 的 速 度 标 准 应 用 推 广 的 关 键 问 题 是 : 标 准 的 贯 彻 标 准 的 教 育 / 培 训 支 持 ISO/TC 211 标 准 的 用 户 群 体 对 地 理 信 息 标 准 的 制 定 者 和 使 用 者 来 说, 需 要 考 虑 的 是 贯 穿 标 准 制 定 使 用 协 调 及 协 商 一 致 过 程 的 内 在 和 普 遍 性 问 题 例 如, 由 数 据 提 供 者 执 行 的 数 据 转 换 标 准, 或 由 数 据 生 产 者 执 行 的 数 据 编 目 标 准, 或 是 由 提 供 者 数 据 生 产 者 和 一 般 用 户 共 同 执 行 的 元 数 据 标 准 在 标 准 制 定 和 应 用 推 广 过 程 中 都 要 综 合 考 虑 制 定 者 和 使 用 者 的 需 求 传 统 上, 地 理 信 息 由 地 理 业 界 生 产 和 使 用, 现 在 地 理 信 息 越 来 越 多 地 由 个 人 甚 至 是 商 业 界 生 产 和 使 用 因 此, 对 专 家 来 说 曾 经 非 常 重 要 的 技 术 问 题 现 在 成 为 政 府 和 商 业 组 织 需 要 面 对 的 业 务 问 题 以 前, 标 准 的 用 户 数 量 和 需 求 有 限, 标 准 化 的 成 本 很 低 由 于 地 理 信 息 不 断 发 展, 在 许 多 国 家 曾 作 为 国 家 测 图 机 构 基 础 的 地 理 信 息 已 经 成 为 电 子 / 互 联 网 / 无 线 通 讯 行 业 消 费 者 的 普 通 商 品, 地 理 信 息 标 准 化 的 需 求 多 种 多 样, 其 成 本 复 杂 性 正 急 剧 增 加 地 理 信 息 标 准 化 的 最 大 挑 战 来 自 内 部 和 外 部 内 部 的 挑 战 是 必 须 克 服 地 理 信 息 和 非 地 理 信 息 领 域 对 应 用 地 理 信 息 的 惯 性 思 维 现 实 中 的 地 理 信 息 已 超 越 了 其 传 统 的 应 用 方 式, 会 成 为 最 新 或 者 即 将 出 现 的 技 术 创 新 的 主 要 组 成 部 分 外 部 的 挑 战 是 现 代 企 业 和 公 司 逐 步 意 识 到 在 产 品 服 务 和 解 决 方 案 中 集 成 基 于 位 置 的 信 息 能 使 其 在 现 有 和 新 市 场 中 与 众 不 同 预 计 基 于 位 置 的 市 场 在 未 来 短 短 几 年 内 将 成 为 具 有 数 十 亿 美 元 的 产 业 地 理 信 息 标 准 化 的 战 略 方 向 6

7 需 要 及 时 响 应 这 些 挑 战, 否 则 地 理 信 息 界 会 再 次 为 将 自 己 的 责 任 推 给 那 些 对 地 理 信 息 的 价 值 和 范 围 仅 有 肤 浅 认 识, 只 会 从 商 业 角 度 开 发 地 理 信 息 的 局 外 人 而 感 到 内 疚 地 理 信 息 标 准 的 价 值 在 于 保 证 地 理 信 息 数 据 库 的 互 操 作 和 应 用 当 前 的 工 作 是 使 众 多 的 移 动 设 备 能 访 问 和 应 用 数 据 库, 最 大 限 度 地 独 立 于 电 信 业, 不 受 其 影 响 目 前, 一 个 新 的 方 向 日 渐 清 晰, 即 为 统 一 和 集 成 信 息 社 会 的 领 域 专 用 标 准 提 供 框 架 因 此, 在 可 预 见 的 未 来, 会 越 来 越 快 地 认 识 到 : 地 理 信 息 的 重 要 性 将 超 越 传 统 地 理 学 范 畴, 成 为 无 处 不 在 的 普 适 信 息 本 ISO/TC 211 标 准 指 南 根 据 已 出 版 的 ISO/TC 211 标 准 文 本 和 图 表 编 写 而 成, 旨 在 提 供 一 份 包 括 综 述 和 统 一 建 模 语 言 (UML) 图 的 简 明 参 考 文 献, 说 明 各 标 准 的 内 部 构 成 及 相 互 关 系, 以 及 各 标 准 与 ISO/TC 211 制 定 的 ISO 系 列 标 准 的 关 系 编 制 本 指 南 不 是 要 取 代 ISO/TC 211 各 项 标 准 更 详 细 完 整 的 内 容, 这 些 标 准 可 以 从 各 国 的 标 准 化 机 构 或 ISO 中 央 秘 书 处 ( 购 买 南 希 望 大 家 有 效 地 使 用 由 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组 组 织 编 制 的 地 理 信 息 标 准 指 2009 年 夏 Henry Tom 副 主 席 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组 Charles Roswell 技 术 编 辑 7

8 ISO/TC 211 的 工 作 范 围 ISO/TC 211 的 工 作 范 围 是 : 数 字 地 理 信 息 领 域 的 标 准 化 ISO/TC 211 的 工 作 目 标 是 为 直 接 或 间 接 与 地 球 上 位 置 有 关 的 目 标 或 现 象, 制 定 一 套 结 构 化 的 标 准 这 些 标 准 可 以 规 范 地 理 信 息 数 据 管 理 ( 包 括 定 义 和 描 述 ) 获 取 处 理 分 析 访 问 表 达, 以 及 在 不 同 用 户 不 同 系 统 和 不 同 位 置 之 间 以 数 字 / 电 子 形 式 传 输 数 据 的 方 法 工 具 和 服 务 ISO/TC 211 的 工 作 将 结 合 适 用 的 信 息 技 术 和 数 据 标 准, 为 利 用 地 理 数 据 进 行 行 业 应 用 的 开 发 提 供 框 架 ISO/TC 211 的 总 体 目 标 是 : a) 增 进 对 地 理 信 息 的 理 解 和 使 用 ; b) 提 高 地 理 信 息 的 可 用 性 以 及 访 问 集 成 和 共 享 的 能 力 ; c) 促 进 有 效 高 效 且 经 济 地 使 用 数 字 地 理 信 息 和 相 关 软 硬 件 系 统 ; d) 为 解 决 全 球 生 态 和 人 道 主 义 问 题 贡 献 一 个 统 一 标 准 的 方 法 背 景 过 去 的 半 个 多 世 纪 里, 伴 随 着 技 术 革 新, 地 图 制 图 学 和 地 理 学 以 及 二 者 的 结 合 都 经 历 了 重 大 变 革 20 世 纪 50 年 代 见 证 了 地 理 学 的 定 量 化 发 展, 接 着 60 年 代 引 入 了 计 算 机 和 建 模 技 术,70 年 代 计 算 机 技 术 在 地 图 制 图 学 中 的 应 用 上 升 为 自 动 / 机 助 制 图,1975 年 前 后, 拓 扑 学 引 入 计 算 机 制 图 / 地 理 学 导 致 地 理 信 息 系 统 (GIS) 诞 生 1985 年 到 1995 年,GIS 技 术 得 到 广 泛 开 发 使 用 和 肯 定 1995 至 2000 年, 具 有 空 间 能 力 的 企 业 级 数 据 库 以 及 互 联 网 上 的 地 理 信 息 应 用, 使 新 兴 的 基 于 位 置 的 技 术 迅 速 发 展 成 为 通 用 信 息 技 术 的 一 部 分 现 代 地 理 信 息 标 准 化 跨 越 了 从 20 世 纪 80 年 代 初 至 90 年 代 初 的 十 年 国 际 上, 最 初 在 地 图 制 图 和 地 理 学 方 面 的 标 准 化 工 作 缓 慢 而 艰 难 国 家 和 国 际 组 织 忙 于 制 定 计 算 机 系 统 间 的 地 理 数 据 传 输 / 交 换 标 准, 这 些 标 准 的 技 术 开 发 仅 限 于 在 少 数 国 家 和 区 域 用 户 中 进 行, 没 有 标 准 能 得 到 国 际 上 的 广 泛 支 持 到 1995 年, 制 定 空 间 数 据 国 际 标 准 的 ISO/TC 211 和 制 定 计 算 机 接 口 规 范 的 开 放 式 地 理 空 间 信 息 联 盟 (OGC), 在 国 际 地 理 领 域 的 议 事 日 程 中 显 得 异 常 突 出 并 扮 演 了 重 要 角 色 随 后,ISO/TC 211 和 OGC 成 立 了 联 合 协 调 工 作 组 以 促 进 双 方 的 共 同 发 展, 最 大 限 度 地 减 少 技 术 重 叠 OGC 正 在 通 过 ISO/TC 211 将 其 制 定 的 规 范 转 化 为 国 际 标 准 OGC 作 为 一 8

9 个 企 业 联 盟, 对 其 制 定 的 规 范 有 一 致 性 要 求 和 相 应 的 测 试 程 序 OGC 还 有 一 个 通 过 快 速 原 型 软 件 制 定 规 范 的 互 操 作 计 划, 业 界 及 厂 商 都 采 用 这 一 自 下 而 上 的 实 用 方 法 通 过 实 现 和 互 操 作 制 定 技 术 规 范 法 定 的 标 准 化 工 作 是 一 个 自 上 而 下 的 过 程, 它 提 供 了 一 个 综 合 的 标 准 化 总 体 框 架, 行 业 界 可 用 来 组 合 和 集 成 OGC 的 规 范 这 些 在 国 际 标 准 化 工 作 中 所 做 的 最 初 努 力, 赢 得 了 国 际 地 图 制 图 和 地 理 学 界 对 地 理 信 息 标 准 化 的 必 要 性 及 价 值 的 认 可 和 接 受 与 以 往 的 ISO 技 术 委 员 会 不 同,ISO/TC 211 独 具 特 色 地 在 工 作 初 期 就 制 定 了 工 作 计 划, 其 中 包 括 并 行 制 定 的 集 成 的 20 个 地 理 信 息 系 列 标 准 尽 管 ISO 独 具 特 色 的 标 准 研 制 工 作 呈 现 加 快 的 态 势, 但 是 严 谨 地 研 制 ISO/TC 211 的 系 列 集 成 标 准, 可 以 提 高 该 系 列 标 准 的 互 操 作 性 欲 使 互 操 作 性 更 强, 需 要 在 抽 象 和 实 现 两 个 层 面 上 主 动 协 调 空 间 信 息 标 准 ISO/TC 211 和 OGC 在 空 间 信 息 标 准 方 面 的 积 极 合 作, 无 论 在 什 么 情 况 下 出 现, 都 将 有 助 于 最 大 限 度 地 减 少 技 术 重 叠 从 而 更 有 效 地 利 用 资 源 这 种 协 调 与 合 作 将 导 致 更 多 与 市 场 相 关 的 空 间 信 息 标 准 产 生, 并 对 所 有 相 关 方 起 到 引 领 作 用 随 着 对 空 间 数 据 和 地 理 信 息 价 值 认 识 的 不 断 提 升, 来 自 ISO 内 部 和 外 部 的 大 批 新 成 员 进 入 空 间 信 息 标 准 化 舞 台 这 就 需 要 进 行 结 构 化 分 工 与 协 调, 其 结 果 形 成 了 一 个 由 ISO/TC 211 主 席 领 导 的 空 间 信 息 标 准 化 和 互 操 作 联 合 指 导 工 作 组 由 此, 国 际 空 间 标 准 化 出 现 了 包 括 传 统 和 跨 学 科 创 新 应 用 的 新 议 程 ISO/TC 211 新 的 战 略 方 向 是 制 定 基 于 位 置 服 务 和 影 像 方 面 的 标 准 ISO/TC 211 的 标 准 化 计 划 按 照 特 征 可 分 为 三 代 : 第 一 代 第 二 代 第 三 代 空 间 数 据 标 准 基 于 位 置 的 服 务 及 影 像 标 准 信 息 社 会 领 域 专 用 标 准 框 架 9

10 地 理 信 息 社 会 面 临 的 标 准 化 挑 战 基 于 位 置 服 务 及 空 间 能 力 应 用 拓 展 自 2000 年 以 来, 许 多 采 集 处 理 管 理 分 发 和 使 用 地 理 信 息 的 机 构 越 来 越 多 地 将 网 络 服 务 集 成 到 其 运 行 环 境 中 新 千 年 伊 始, 预 期 在 地 理 信 息 领 域 乃 至 世 界 更 大 范 围 通 过 互 联 网 获 取 位 置 功 能 的 需 求 会 不 断 增 加, 伴 随 着 这 种 期 望 涌 现 了 无 线 和 移 动 应 用 基 于 位 置 的 产 品 服 务 以 及 解 决 方 案, 然 而, 结 果 有 些 令 人 失 望 但 出 现 在 新 世 纪 最 初 两 年 的 全 球 经 济 低 迷 最 终 结 束 了, 国 际 经 济 开 始 复 苏 并 恢 复 到 早 期 势 头 基 于 位 置 服 务 (LBS) 产 业 崛 起 的 前 提 是 电 信 企 业 的 资 金 支 持, 以 及 能 提 供 专 业 技 术 和 所 需 基 础 地 理 数 据 库 的 公 司 的 支 持 非 常 重 要 的 问 题 是 谁 为 基 于 位 置 的 服 务 付 费 通 常 消 费 者 以 基 本 月 租 外 加 使 用 费 为 LBS 付 费 的 模 式 不 足 以 吸 引 和 / 或 维 持 此 类 服 务, 额 外 从 电 信 公 司 得 到 的 补 贴 或 许 可 以 减 少 消 费 者 的 摇 摆 不 定 消 费 者 的 这 种 状 态 是 重 要 警 示, 它 意 味 着 消 费 者 会 受 价 格 和 / 或 提 供 的 服 务 选 项 等 方 面 的 影 响 而 更 换 移 动 运 营 商 随 着 新 世 纪 的 到 来,IDC, 作 为 地 理 空 间 信 息 产 业 与 市 场 的 首 席 观 察 员, 指 出 了 正 在 不 同 程 度 上 成 为 现 实 的 6 个 主 要 趋 势 : a) 与 单 纯 的 空 间 应 用 相 比, 空 间 信 息 市 场 (SIM) 更 多 的 是 具 有 空 间 功 能 的 业 务 应 用 ; b) 空 间 技 术 更 容 易 集 成 到 业 务 系 统 一 个 令 人 瞩 目 的 结 果 是 不 必 借 助 于 传 统 的 SIM 供 应 商, 业 务 系 统 就 能 够 增 加 空 间 功 能 ; c) 在 面 向 业 务 的 系 统 中, 空 间 功 能 从 属 于 其 他 业 务 功 能 ; d) 现 在 新 的 基 于 标 准 的 SIM 应 用 开 发 工 具 可 以 从 Oracle Microsoft 和 IBM 等 主 流 供 应 商 获 得 因 此, 广 泛 的 应 用 开 发 群 体 将 成 为 一 个 重 要 的 渠 道 ; e) 由 于 互 联 网 的 成 熟, 现 在 除 了 传 统 的 打 包 软 件 外, 地 理 空 间 信 息 的 能 力 还 可 以 作 为 一 种 服 务 提 供 ; f) 无 论 是 单 一 目 的 还 是 广 泛 集 成 的 空 间 应 用, 都 需 要 基 础 层 次 的 空 间 数 据 具 有 空 间 功 能 的 业 务 应 用 也 需 要 精 确 的 空 间 数 据 重 新 构 建 的 基 于 位 置 的 移 动 服 务 再 次 兴 起 许 多 占 有 市 场 份 额 的 产 业 部 门 都 获 益 于 交 互 式 获 取 空 间 信 息 和 服 务, 包 括 旅 行 和 旅 游 业 测 图 和 道 路 选 线 通 信 公 共 事 业 交 通 运 输 国 防 农 业 灾 害 管 理 和 公 共 安 全 库 存 管 理 真 实 与 虚 拟 环 境 建 模 和 游 戏, 以 及 需 要 空 间 信 息 的 电 子 商 务 10

11 基 于 位 置 的 服 务 或 基 于 位 置 的 移 动 服 务, 或 许 是 利 用 地 理 信 息 的 最 高 端 的 新 兴 技 术 许 多 分 析 家 预 计 该 领 域 市 场 巨 大 有 人 预 言, 跟 踪 路 径 发 现 与 定 向, 告 知 和 预 警 等 服 务 在 北 美 和 西 欧 都 将 有 巨 大 市 场 提 供 这 些 服 务 的 复 杂 价 值 链 中 会 涉 及 到 所 有 各 方 基 于 位 置 的 服 务 是 访 问 和 提 供 位 置 信 息 的 服 务 或 其 他 基 于 位 置 信 息 的 服 务 ( 通 过 组 合 硬 件 设 备 通 信 网 络 通 常 为 无 线 通 信 以 及 软 件 应 用 ) 移 动 定 位 系 统 和 面 向 应 用 的 位 置 服 务 的 区 别 是 : 前 者 是 确 定 移 动 终 端 的 位 置, 后 者 是 指 在 某 些 应 用 服 务 中 显 示 客 户 寻 找 的 目 标 位 置 含 有 GPS 芯 片 的 无 线 电 话 和 大 量 的 个 人 导 航 设 备 (PND), 特 别 是 车 载 导 航 设 备 无 疑 正 占 据 着 普 通 消 费 市 场 但 是, 互 联 网 巨 头 如 Microsoft, Yahoo 和 Google 在 提 供 基 于 网 络 的 地 图 位 置 方 向 卫 星 影 像 等 方 面 已 经 明 显 优 于 传 统 的 地 理 空 间 信 息 界 认 为 只 有 地 理 空 间 信 息 界 才 能 提 供 商 业 化 的 服 务 产 品 甚 至 标 准 的 自 满 态 度 被 证 明 是 完 全 错 误 的 对 这 个 领 域 的 专 业 知 识 知 之 甚 少 或 一 无 所 知 的 公 司 进 入 并 占 据 了 市 场, 而 且 在 数 量 上 占 有 绝 对 优 势, 他 们 创 建 了 事 实 标 准 最 近, 各 种 新 的 进 展 已 经 直 接 影 响 到 地 理 空 间 信 息 界 的 未 来 和 发 展 方 向 标 准 作 为 这 些 进 展 的 基 础, 在 塑 造 这 一 方 向 和 未 来 中 扮 演 了 重 要 角 色 互 联 网 GPS 以 及 移 动 通 信 对 地 理 信 息 应 用 的 影 响 从 传 统 测 图 地 理 学 和 基 于 位 置 服 务 的 应 用 到 更 广 泛 的 数 字 技 术 市 场 的 快 速 变 化 导 致 了 技 术 的 发 展 巨 大 数 字 技 术 市 场 的 消 费 者 在 期 待 得 到 在 哪 儿 这 样 基 本 问 题 的 答 案 时, 变 得 更 成 熟 且 更 有 空 间 意 识 上 述 变 化 或 变 革 正 随 着 地 理 空 间 应 用 中 开 源 软 件 的 发 展 不 断 加 强, 主 要 互 联 网 公 司 在 测 图 / 影 像 应 用 方 面 的 出 色 表 现, 以 及 Google Maps 的 开 放 式 应 用 程 序 接 口 (API) 的 发 布 加 剧 了 这 种 变 化 可 能 有 上 百 万 或 更 多 的 人 以 及 无 数 程 序 员 利 用 开 放 的 Google API 开 发 自 己 的 应 用 系 统 伴 随 着 Google Maps / Google Earth 还 有 其 他 一 些 产 品, 如 不 可 忽 视 的 Microsoft MapPoint 和 最 近 出 现 的 MSN Virtual Earth 由 ISO/TC 211 和 OGC 制 定 的 标 准 和 规 范 已 经 在 传 统 测 图 / 地 理 学 应 用 领 域 或 许 还 有 基 于 位 置 服 务 的 应 用 中 得 到 采 用 和 执 行 OGC 的 名 称 的 改 变, 即 由 开 放 地 理 信 息 系 统 联 盟 到 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟 反 映 出 了 这 一 变 化 但 是, 对 用 于 地 理 空 间 应 用 的 开 源 软 件 的 开 发 者 来 说, 他 们 了 解 这 些 标 准 和 规 范 吗? 如 果 不 了 解, 他 们 会 在 乎 吗? 如 果 广 泛 和 普 遍 地 使 用 这 些 标 准, 在 软 件 开 发 中 就 能 有 效 地 进 行 集 成 提 高 性 能 并 缩 短 开 发 时 间 2006 年 初, 开 源 地 理 空 间 信 息 基 金 会 成 立 值 得 注 意 的 一 个 例 外 是 地 理 空 间 信 息 应 用 开 源 软 件 (F/OSS FOSS 或 FLOSS(for Free/Libre/Open Source 11

12 Software)) GeoNetwork Opensource, 它 针 对 ISO 元 数 据 标 准 实 现 了 相 关 功 能 并 提 供 了 若 干 编 目 工 具 凭 借 巨 大 的 用 户 数 量 这 一 事 实,Google 与 Microsoft 完 全 控 制 了 庞 大 的 用 户 市 场, 这 些 用 户 对 我 们 神 圣 的 标 准 和 规 范 一 无 所 知 或 不 予 理 睬 这 些 公 司 能 在 瞬 间 形 成 事 实 标 准, 因 为 他 们 的 API 得 到 成 千 上 万 程 序 员 和 数 百 万 用 户 的 潜 在 支 持, 他 们 可 免 费 或 以 极 低 的 价 格 获 得 API 使 用 权 对 于 这 些 公 司 采 用 OGC 规 范 或 ISO/TC 211 标 准 的 最 初 调 查 结 果 表 明, 他 们 对 这 些 被 称 为 最 重 要 机 构 制 定 的 工 业 规 范 和 国 际 标 准 竟 然 令 人 尴 尬 地 毫 无 所 知 2006 年 5 月, 有 关 网 上 查 询 地 图 的 统 计 数 字 如 下 : Google 2600 万 美 国 访 问 者 Yahoo 2610 万 访 问 者 Mapquest 4350 万 访 问 者 2006 年 6 月 超 过 1 亿 人 下 载 了 Google Earth 软 件, 如 果 其 中 仅 有 1% 的 下 载 使 用 了 Google API, 这 就 意 味 着 大 约 1 百 万 用 户 轻 松 地 主 导 了 对 任 何 传 统 OGC 规 范 或 ISO 标 准 的 采 用 不 可 否 认,Google, Microsoft 和 Yahoo 在 为 公 众 提 供 地 图 影 像 和 导 航 服 务 方 面 极 为 成 功, 这 些 都 清 楚 地 表 明 基 于 位 置 的 服 务 有 市 场 2007 年 7 月, 作 为 世 界 上 为 汽 车 导 航 提 供 高 质 量 数 字 数 据 库 的 最 大 的 两 家 公 司 之 一 的 Tele Atlas 公 司, 以 2.8 亿 美 元 被 引 领 个 人 导 航 设 备 的 Tom Tom 公 司 收 购 下 面 的 销 售 统 计 和 预 测 数 据 呈 现 了 不 断 增 长 的 趋 势 2006 年 1700 万 PND 2007 年 3500 万 PND 2010 年 8300 万 PND 2007 年 10 月 Nokia 以 81 亿 美 元 收 购 了 另 一 家 引 领 导 航 数 据 库 开 发 的 Navteq 公 司, 诺 基 亚 享 有 了 全 球 移 动 手 机 市 场 36% 的 份 额 2006 年 有 3.46 亿 个 电 话 / 移 动 设 备, 随 着 将 基 于 位 置 的 服 务 功 能 添 加 到 手 机 中, 这 个 数 字 还 会 增 加 像 Google Microsoft Yahoo Tom Tom 和 Nokia 这 样 的 主 要 参 与 者 正 做 着 地 理 空 间 信 息 行 业 还 未 做 过 的 事 : 即 他 们 已 经 为 互 联 网 的 大 量 用 户 以 及 诸 如 PND 和 有 GPS 功 能 的 电 话 用 户 回 答 了 在 哪 儿 的 问 题, 而 且 正 在 提 供 基 于 位 置 的 产 品 和 服 务 症 结 在 哪 里 呢? 像 ISO/TC 211 和 OGC 这 样 的 组 织 一 直 在 制 定 标 准, 但 标 准 是 为 谁 制 定 的? ISO/TC 211 标 准 的 最 大 接 受 者 是 来 自 国 家 测 图 机 构 和 国 际 公 共 机 构 的 用 户, 包 括 专 业 人 士 科 学 界 以 及 联 合 国 这 样 的 国 际 非 政 府 组 织 OGC 有 许 多 成 员, 它 着 手 成 为 一 个 国 际 产 业 联 盟, 所 编 制 的 接 12

13 口 规 范 被 用 户 用 于 先 进 的 地 理 空 间 应 用 中 OGC 一 直 致 力 于 将 地 理 空 间 信 息 应 用 融 入 信 息 和 通 信 技 术 产 业 的 开 放 式 架 构 中 但 无 论 是 ISO/TC 211 还 是 OGC 制 定 的 标 准 / 规 范 目 前 似 乎 都 还 没 有 广 泛 用 于 开 源 软 件 的 开 发 或 直 接 集 成 到 Google Maps 的 开 放 APIs 中 事 实 上 ISO/TC 211 和 OGC 制 定 的 标 准 和 规 范 似 乎 仅 用 于 地 理 空 间 信 息 领 域 内 在 主 流 IT 环 境 中, 甚 至 不 了 解 OGC APIs 或 未 广 泛 使 用 这 就 意 味 着 消 费 者 和 地 理 空 间 业 界 采 用 了 不 同 系 列 的 标 准, 这 将 使 ISO/TC 211 和 OGC 面 临 巨 大 挑 战 该 怎 么 办? 我 们 需 要 引 起 基 于 互 联 网 应 用 的 程 序 管 理 者 开 发 者 和 使 用 者 的 注 意, 让 他 们 了 解 使 用 ISO/TC 211 标 准 和 OGC 规 范 的 效 用 及 优 势 如 果 能 早 些 这 样 做, 他 们 可 以 更 有 效 地 利 用 所 需 要 的 传 统 地 理 信 息 资 源, 最 终 实 现 其 应 用 此 外, 通 过 这 些 标 准 可 以 访 问 新 的 地 理 信 息 资 源 以 及 新 用 户 的 应 用 但 是, 即 使 在 地 理 空 间 信 息 业 内, 许 多 人 也 没 有 认 识 到 或 认 可 ISO/TC 211 标 准 是 建 立 和 支 持 国 家 区 域 和 全 球 的 空 间 数 据 基 础 设 施 快 速 发 展 的 基 础 例 如, 大 多 数 参 与 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 (GSDI) 建 设 的 国 家 是 发 展 中 国 家, 当 前 这 些 国 家 需 要 地 理 信 息 的 基 础 空 间 数 据 标 准 基 于 网 络 的 高 科 技 接 口 规 范 很 好, 但 是 对 大 多 数 发 展 中 国 家 来 说 为 时 尚 早, 这 些 规 范 需 要 与 基 础 空 间 数 据 标 准 结 合 使 用 或 者 以 后 使 用 可 望 这 一 观 点 有 助 于 提 高 对 这 些 重 大 问 题 的 认 识, 并 成 为 一 项 战 斗 号 令 面 对 新 的 数 据 和 应 用, 地 理 空 间 信 息 领 域 也 可 通 过 采 用 主 要 参 与 者 定 义 的 通 用 网 络 制 图 协 议 和 接 口, 在 世 界 范 围 扩 大 自 己 的 应 用 领 域 和 数 据 最 终, 这 些 互 联 网 巨 头 将 不 得 不 访 问 经 全 世 界 努 力 生 产 的 地 理 空 间 数 据 包 括 国 家 测 图 机 构 和 其 他 组 织 采 用 ISO/TC 211 制 定 的 数 据 标 准 生 产 的 数 据 为 了 保 持 平 衡, 可 以 预 感 到, 互 联 网 巨 头 们 最 终 将 需 要 传 统 的 地 理 信 息 标 准 但 对 他 们 来 说, 以 空 间 数 据 基 础 设 施 (SDIs) 的 核 心 基 础 数 据 集 为 代 表 的 多 数 空 间 数 据 不 一 定 是 必 需 的 或 相 关 的, 因 为 他 们 需 要 的 是 黄 页 数 据, 这 些 数 据 可 由 商 业 数 据 公 司 获 取 和 实 现 地 理 编 码 所 以, 他 们 很 长 一 段 时 期 不 需 要 或 完 全 不 需 要 基 础 地 图 的 精 确 数 字 制 图 界 线 自 然 资 源 以 及 其 他 传 统 的 地 理 数 据 集 但 是, 由 于 他 们 目 前 正 致 力 于 获 取 很 大 比 例 尺 的 城 市 和 农 村 环 境 地 理 参 照 数 据, 这 些 数 据 可 与 空 间 数 据 基 础 设 施 相 关 的 框 架 数 据 集 共 享 和 集 成, 所 以 当 这 些 商 业 公 司 和 空 间 数 据 基 础 设 施 在 各 种 层 次 上 进 行 数 据 集 成 时, 双 方 肯 定 都 需 要 数 据 接 口 不 论 支 持 哪 一 方 的 观 点, 在 很 长 一 段 时 期 内,ISO/TC 211 制 定 的 空 间 数 据 标 准 都 将 是 国 家 测 图 机 构 专 业 协 会 以 及 联 合 国 这 样 的 非 政 府 组 织 普 遍 使 用 的 标 准 此 外,ISO/TC 211 的 标 准 正 在 成 为 地 理 空 间 信 息 界 技 术 领 域 标 准 化 的 框 架 13

14 ISO/TC 211 的 A 级 联 络 员 基 本 上 构 成 了 ISO/TC 211 标 准 用 户 群 体 的 核 心 ISO/TC 211 用 户 群 体 ISO/TC 211 A 级 联 络 员 对 地 观 测 卫 星 委 员 会 / 信 息 系 统 和 服 务 工 作 组 (CEOS/WGISS) 数 字 地 理 空 间 信 息 工 作 组 (DGIWG) 欧 洲 地 理 信 息 组 织 (EuroGeographics) 联 合 研 究 中 心 ( 欧 洲 委 员 会 )(JRC) 欧 洲 航 天 局 (ESA) 欧 洲 空 间 数 据 研 究 网 络 (EuroSDR) 联 合 国 粮 农 组 织 (FAO/UN) 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 (GSDI) 电 器 与 电 子 工 程 师 学 会 ( 美 国 ) 地 球 科 学 和 遥 感 学 会 (IEEE GRSS) 国 际 大 地 测 量 协 会 (IAG) 国 际 油 气 生 产 商 协 会 (OGP) 国 际 制 图 协 会 (ICA) 国 际 民 航 组 织 (ICAO) 国 际 测 量 师 联 合 会 (FIG) 国 际 海 道 测 量 局 (IHB) 国 际 摄 影 测 量 与 遥 感 学 会 (ISPRS) 全 球 测 图 国 际 指 导 委 员 会 (ISCGM) 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟 (OGC) 泛 美 史 地 学 会 (PAIGH) 亚 太 地 区 地 理 信 息 系 统 基 础 设 施 常 设 委 员 会 (PCGIAP) 美 洲 空 间 数 据 基 础 设 施 常 设 委 员 会 (PC IDEA) 南 极 研 究 科 学 委 员 会 (SCAR) 联 合 国 欧 洲 经 济 委 员 会 (UN ECE) 统 计 司 联 合 国 非 洲 经 济 委 员 会 (UN ECA) 14

15 联 合 国 地 理 信 息 工 作 组 (UNGIWG) 联 合 国 地 名 专 家 组 (UNGEGN) 万 国 邮 政 联 盟 (UPU) 世 界 气 象 组 织 (WMO) 值 得 指 出 的 是, 以 下 几 个 A 级 联 络 员 积 极 采 用 和 执 行 了 ISO/TC 211 的 标 准 : 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 (GSDI) 2001 年 5 月 召 开 的 第 五 届 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 大 会 将 GSDI 定 义 为 : 全 球 空 间 数 据 基 础 设 施 是 国 家 与 组 织 为 开 发 和 利 用 可 互 操 作 的 数 字 地 理 数 据 和 技 术, 以 满 足 各 尺 度 多 种 目 的 的 决 策 支 持 而 进 行 的 协 调 行 动, 它 将 提 升 对 配 套 政 策 公 共 标 准 和 有 效 机 制 的 意 识 和 实 现 程 度 有 50 多 个 国 家 正 在 开 展 国 家 空 间 数 据 基 础 设 施 建 设 这 些 指 导 方 针 强 调 全 球 标 准 的 重 要 性, 并 指 出 ISO 的 工 作 是 建 设 空 间 数 据 基 础 设 施 的 基 础 GSDI 现 已 成 为 ISO/TC 211 的 A 级 联 络 员 GSDI 也 与 联 合 国 保 持 着 密 切 合 作 联 合 国 地 理 信 息 工 作 组 (UNGIWG) 联 合 国 对 地 理 信 息 的 兴 趣 是 广 泛 的, 已 明 显 地 扩 展 到 联 合 国 的 各 个 部 门 由 33 个 联 合 国 机 构 组 成 的 联 合 国 地 理 信 息 工 作 组, 是 为 满 足 维 和 行 动 可 持 续 发 展 和 消 除 贫 困 的 需 要 建 立 的 该 工 作 组 与 ISO/TC 211 合 作, 采 用 ISO 制 定 的 标 准, 是 ISO/TC 211 的 A 级 联 络 员 欧 洲 空 间 信 息 基 础 设 施 (INSPIRE) 最 近, 欧 盟 委 员 会 制 定 了 涉 及 约 30 个 欧 盟 国 家, 称 为 欧 洲 空 间 信 息 基 础 设 施 (INSPIRE) 的 计 划 INSPIRE 初 步 的 目 标 是 生 产 协 调 的 和 高 质 量 的 地 理 数 据 和 易 于 使 用 的 信 息, 用 于 准 确 地 描 述 实 施 监 测 和 评 估 社 会 政 策, 以 及 便 于 公 众 访 问 有 关 地 方 区 域 国 家 以 及 全 球 的 环 境 信 息 INSPIRE 确 认 将 ISO 标 准 作 为 其 工 作 的 基 础 15

16 上 述 这 些 组 织 与 其 他 全 球 地 理 信 息 组 织 构 成 了 ISO/TC 211 标 准 的 传 统 用 户 当 前, ISO/TC 211 已 着 手 向 其 用 户 开 展 推 广 活 动, 使 他 们 能 从 这 些 国 际 投 资 制 定 的 标 准 中 获 益 尽 管 很 多 但 并 非 全 球 所 有 的 地 理 信 息 界 都 充 分 了 解 ISO/TC 211 的 标 准, 不 过 已 有 许 多 用 户 正 采 用 ISO/TC 211 标 准 只 有 当 人 们 在 地 理 信 息 的 各 种 应 用 活 动 中 使 用 ISO/TC 211 标 准, 才 会 全 面 认 识 这 些 标 准 的 益 处 作 为 保 障 ISO/TC 211 标 准 具 有 较 长 生 命 力 的 一 种 战 略 投 资, 有 必 要 倡 导 在 ISO/TC 211 和 全 球 机 构 之 间 达 成 共 识 : 承 认 ISO/TC 211 标 准 是 其 地 理 信 息 标 准 化 的 基 础 并 将 其 制 度 化 Henry Tom 副 主 席 ISO/TC 211 对 外 联 络 咨 询 工 作 组 2009 年 夏 16

17 ISO/TC 211 已 发 布 标 准 的 综 述 本 文 是 关 于 ISO/TC 211 制 定 并 已 发 布 的 标 准 和 技 术 规 范 的 综 述 性 文 件 文 中 提 取 了 这 些 标 准 的 部 分 内 容 并 作 少 量 编 辑, 对 其 逐 一 作 了 简 要 说 明 这 些 标 准 被 分 成 以 下 6 组 各 组 中 通 用 标 准 在 前, 相 关 的 具 体 标 准 在 后 地 理 信 息 标 准 化 的 基 础 架 构 标 准 ISO 地 理 信 息 参 考 模 型 ISO/TS ISO/TS 地 理 信 息 概 念 模 式 语 言 地 理 信 息 术 语 ISO 地 理 信 息 致 性 测 试 ISO 地 理 信 息 专 用 标 准 地 理 信 息 数 据 模 型 标 准 ISO 地 理 信 息 应 用 模 式 规 则 ISO 地 理 信 息 空 间 模 式 ISO 地 理 信 息 核 心 空 间 模 式 ISO 地 理 信 息 数 据 覆 盖 的 几 何 与 函 数 模 式 ISO 地 理 信 息 时 间 模 式 ISO 地 理 信 息 运 动 要 素 模 式 ISO 地 理 信 息 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 ISO 地 理 信 息 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 地 理 信 息 管 理 标 准 ISO 地 理 信 息 要 素 编 目 方 法 ISO 地 理 信 息 元 数 据 ISO 地 理 信 息 质 量 原 则 ISO 地 理 信 息 质 量 评 价 过 程 ISO 地 理 信 息 数 据 产 品 规 范 17

18 ISO 地 理 信 息 项 目 注 册 规 程 ISO/TS ISO/TS 地 理 信 息 大 地 测 量 代 码 与 参 数 地 理 信 息 数 据 质 量 度 量 地 理 信 息 服 务 标 准 ISO 地 理 信 息 服 务 ISO 地 理 信 息 定 位 服 务 ISO 地 理 信 息 图 示 表 达 ISO 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 1 部 分 : 通 用 架 构 ISO 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 2 部 分 :SQL 实 现 ISO 地 理 信 息 网 络 地 图 服 务 器 接 口 ISO 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 参 考 模 型 ISO 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 跟 踪 与 导 航 ISO 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 多 模 式 路 径 规 划 与 导 航 地 理 信 息 编 码 标 准 ISO 地 理 信 息 编 码 ISO 6709 基 于 坐 标 的 地 理 位 置 标 准 表 示 方 法 ISO 地 理 信 息 地 理 标 记 语 言 (GML) ISO/TS 地 理 信 息 元 数 据 XML 模 式 实 现 特 定 专 题 领 域 标 准 ISO/TS 地 理 信 息 参 考 模 型 第 2 部 分 : 影 像 ISO 地 理 信 息 元 数 据 第 2 部 分 : 影 像 与 格 网 数 据 扩 展 18

19 基 础 架 构 标 准 本 组 标 准 为 后 续 地 理 信 息 标 准 化 工 作 提 供 了 基 础 框 架 ISO 描 述 了 开 展 地 理 信 息 标 准 化 工 作 的 标 准 化 环 境 ISO/TS 为 地 理 信 息 标 准 化 确 定 了 适 合 地 理 信 息 特 点 的 概 念 模 式 语 言, 并 说 明 了 语 言 的 使 用 方 法 ISO/TS 指 出 了 定 义 地 理 信 息 领 域 术 语 的 一 套 方 法 ISO 规 定 了 描 述 地 理 信 息 产 品 和 服 务 与 ISO/TC 211 标 准 符 合 程 度 的 一 般 原 则 ISO 规 定 了 如 何 构 造 ISO/TC 211 标 准 的 专 用 标 准 19

20 ISO 19101:2002 地 理 信 息 参 考 模 型 该 国 际 标 准 是 一 个 针 对 结 构 化 的 地 理 信 息 标 准 的 指 南, 有 利 于 数 字 地 理 信 息 的 广 泛 应 用 该 参 考 模 型 描 述 了 地 理 信 息 标 准 化 工 作 的 总 体 需 求, 以 及 编 制 和 使 用 地 理 信 息 标 准 的 基 本 原 则 在 说 明 这 些 需 求 和 原 则 时, 该 参 考 模 型 给 出 了 地 理 信 息 与 已 有 的 和 新 兴 的 数 字 信 息 技 术 和 应 用 集 成 的 标 准 化 构 想 该 参 考 模 型 使 用 的 概 念 源 于 ISO/IEC TR 确 定 标 准 化 需 求 的 ISO/IEC 开 放 系 统 环 境 (OSE) 方 法 ISO/IEC 描 述 的 IEC 开 放 分 布 式 处 理 (ODP) 参 考 模 型 以 及 其 它 相 关 的 ISO 标 准 和 技 术 报 告 ISO/TC 211 系 列 标 准 的 重 点 是 : a) 以 数 据 管 理 和 数 据 交 换 为 目 标, 定 义 地 理 信 息 的 基 本 语 义 和 结 构 ; b) 以 数 据 处 理 为 目 标, 定 义 地 理 信 息 服 务 的 组 件 及 其 行 为 因 此, 域 参 考 模 型 ( 图 1) 和 架 构 参 考 模 型 ( 图 2) 构 成 了 参 考 模 型 的 两 个 主 要 组 成 部 分 域 参 考 模 型 规 定 了 地 理 信 息 内 容 与 结 构 的 高 层 表 示 和 描 述 ; 架 构 参 考 模 型 描 述 了 由 计 算 机 系 统 提 供 用 于 处 理 地 理 信 息 的 通 用 服 务 的 类 型, 并 列 举 了 用 于 实 现 服 务 互 操 作 的 服 务 接 口 域 参 考 模 型 的 关 键 元 素 是 : 数 据 集 应 用 模 式 和 元 数 据 集 数 据 集, 包 括 以 下 内 容 : a) 要 素, 包 含 要 素 属 性 要 素 关 系 和 要 素 操 作 ; b) 描 述 要 素 空 间 特 征 的 空 间 对 象, 或 是 在 定 义 的 空 间 内 建 立 某 一 位 置 与 其 属 性 间 关 联 关 系 的 复 杂 数 据 结 构 ; c) 空 间 对 象 时 空 位 置 的 描 述 应 用 模 式, 描 述 了 数 据 集 的 语 义 结 构 确 定 了 完 整 描 述 数 据 集 中 地 理 信 息 所 需 的 空 间 对 象 类 型 和 参 照 系 统 应 用 模 式 中 还 包 括 了 数 据 质 量 元 素 和 数 据 质 量 概 述 元 素 元 数 据 集, 使 用 户 可 以 查 询 评 价 比 较 和 订 购 地 理 数 据 它 描 述 了 数 据 集 中 地 理 信 息 的 管 理 组 织 内 容 和 质 量 元 数 据 集 中 可 以 包 含 或 引 用 地 理 数 据 集 的 应 用 模 式, 也 可 以 包 含 或 引 用 要 素 目 录, 这 些 要 素 目 录 中 含 有 应 用 模 式 中 用 到 的 概 念 定 义 ISO 元 数 据 模 式 规 范 了 元 数 据 集 的 结 构 20

21 图 1 ISO 域 参 考 模 型 的 高 层 视 图 架 构 参 考 模 型 ( 图 2) 定 义 了 地 理 信 息 服 务 的 结 构 以 及 确 定 这 些 服 务 标 准 化 需 求 的 方 法 该 模 型 有 助 于 理 解 ISO 系 列 不 同 标 准 中 定 义 的 服 务 类 型 和 区 分 这 些 服 务 与 其 它 信 息 技 术 服 务 的 差 异 21

22 图 2 ISO 架 构 参 考 模 型 说 明 : API 应 用 程 序 接 口 G 地 理 的 HTI 人 机 技 术 接 口 IT 信 息 技 术 ISI 信 息 服 务 接 口 HS 人 机 交 互 服 务 CSI 通 讯 服 务 接 口 MS 模 型 管 理 服 务 NNI 网 络 与 网 络 接 口 WS 工 作 流 / 任 务 服 务 SS PS 系 统 管 理 服 务 处 理 服 务 CS 通 讯 服 务 22

23 ISO/TS 19103:2005 地 理 信 息 概 念 模 式 语 言 该 技 术 规 范 包 括 两 方 面 的 内 容 : 第 一, 选 择 一 种 能 满 足 精 确 表 达 地 理 信 息 要 求 的 概 念 模 式 语 言 (CSL) 该 技 术 规 范 确 定 将 统 一 建 模 语 言 (UML) 的 静 态 结 构 图 与 相 关 的 对 象 约 束 语 言 (OCL) 以 及 一 组 基 本 类 型 定 义 结 合 起 来, 作 为 地 理 信 息 规 范 的 概 念 模 式 语 言 ; 第 二, 为 如 何 利 用 UML 建 立 作 为 实 现 互 操 作 基 础 的 地 理 信 息 和 服 务 模 型 提 供 指 南 第 6 章 包 括 了 该 技 术 规 范 的 主 要 技 术 内 容 6.1 和 6.2 介 绍 了 UML 的 一 般 用 法,6.3 和 6.4 描 述 了 基 于 UML 基 本 规 则 的 类 和 属 性 因 为 标 准 UML 不 指 定 具 体 数 据 类 型 的 使 用, 所 以 在 6.5 中 说 明 了 数 据 类 型 和 6.8 提 供 了 更 多 有 关 使 用 UML 模 型 描 述 地 理 信 息 的 内 容 6.9 定 义 了 可 选 属 性 及 关 联 的 惯 用 方 法 6.10 说 明 了 命 名 规 则 该 技 术 规 范 中 定 义 的 数 据 类 型 通 常 由 开 发 环 境 的 数 据 定 义 语 言 定 义 每 种 数 据 类 型 都 可 用 多 种 逻 辑 等 价 形 式 表 达 这 里 给 出 的 等 价 形 式 并 不 意 味 着 只 能 在 所 选 的 开 发 环 境 中 使 用 本 土 的 其 他 等 价 形 式 这 里 出 现 的 大 部 分 类 型 和 模 板 在 ISO/IEC 中 都 有 等 价 定 义 基 本 数 据 类 型 可 以 分 成 三 种 : a) 基 本 类 型 : 表 示 值 的 基 本 类 型, 例 如 字 符 串 整 型 布 尔 型 日 期 型 时 间 型 等 ; b) 实 现 和 集 合 类 型 : 实 现 和 表 达 结 构 的 类 型, 如 名 称 和 记 录, 以 及 表 示 其 他 类 型 多 次 出 现 的 类 型, 例 如 集 合 包 和 序 列 ; c) 派 生 类 型 : 度 量 类 型 和 度 量 单 位 基 本 类 型 为 抽 象 类 型 ; 各 种 子 类 型 可 以 通 过 实 现 和 编 码 映 射 恰 当 地 表 示 23

24 ISO/TS 19104:2008 地 理 信 息 术 语 该 技 术 规 范 为 收 集 和 维 护 地 理 信 息 领 域 的 术 语 提 供 了 指 南 它 确 立 了 ISO/TC 211 制 定 的 其 他 地 理 信 息 标 准 中 术 语 概 念 选 取 的 准 则, 规 定 了 术 语 记 录 的 结 构, 说 明 了 撰 写 术 语 定 义 的 原 则 该 技 术 规 范 及 以 术 语 库 形 式 收 集 的 GIS 术 语, 将 作 为 术 语 定 义 者 和 使 用 者 间 共 享 语 言 的 一 个 重 要 依 据 该 技 术 规 范 定 义 了 词 汇 表 中 包 含 术 语 概 念 的 准 则, 规 定 了 应 记 录 的 术 语 数 据, 并 且 首 次 引 入 了 适 于 电 子 术 语 库 持 续 维 护 的 一 组 概 念 和 定 义 该 技 术 规 范 说 明 了 术 语 条 目 的 结 构 和 需 要 记 录 的 术 语 数 据 类 型 此 外, 还 说 明 了 在 ISO 10241:1992 和 ISO 704:2000 中 已 提 及 的 撰 写 术 语 定 义 的 原 则 附 录 A 是 术 语 库 维 护 的 指 南 附 录 B 是 术 语 列 表, 所 列 术 语 选 自 ISO/TC 211 制 定 的 国 际 标 准 技 术 规 范 及 其 它 资 料, 目 的 是 使 地 理 信 息 术 语 的 使 用 和 解 释 保 持 一 致 所 有 感 兴 趣 的 人 和 机 构 都 可 免 费 使 用 24

25 ISO 19105:2000 地 理 信 息 一 致 性 测 试 该 国 际 标 准 规 定 了 测 试 的 框 架 概 念 和 方 法 论, 以 及 声 称 与 ISO 地 理 信 息 系 列 标 准 一 致 时 要 满 足 的 条 件 它 为 确 定 抽 象 测 试 套 件 (ATS) 和 定 义 一 致 性 测 试 过 程 提 供 了 框 架 一 致 性 可 以 声 称 是 针 对 数 据 软 件 产 品 或 服 务 的, 也 可 以 是 针 对 包 括 专 用 或 实 用 标 准 的 规 范 的 用 于 ISO/TC 211 相 关 标 准 的 抽 象 测 试 套 件 (ATS) 框 架 是 标 准 化 的 ATS 的 标 准 化 需 要 国 际 通 用 的 定 义 和 公 认 的 测 试 方 法 论, 以 及 适 当 的 测 试 方 法 和 过 程 该 国 际 标 准 还 规 定 了 测 试 方 法, 但 是 任 何 机 构 如 果 计 划 使 用 该 国 际 标 准 定 义 的 测 试 方 法 都 应 慎 重 考 虑 其 适 用 性 的 限 制 一 致 性 测 试 不 包 括 稳 健 性 测 试 验 收 测 试 和 性 能 测 试, 因 为 地 理 信 息 系 列 标 准 对 这 些 方 面 不 做 要 求 该 国 际 标 准 的 主 要 结 构 如 下 : 第 5 章 中 给 出 了 一 致 性 总 体 框 架, 该 框 架 含 有 一 致 性 实 现 的 定 义 第 6 章 描 述 了 一 致 性 测 试 方 法 论 第 7 章 讨 论 了 测 试 与 ISO 地 理 信 息 标 准 一 致 的 可 能 的 测 试 方 法 第 8 章 论 述 了 ATS( 抽 象 测 试 套 件 ) 与 EST( 可 执 行 测 试 套 件 ) 之 间 的 关 系 最 后 给 出 了 一 致 性 测 试 的 有 关 参 考 文 献 附 录 A 提 供 了 撰 写 一 致 性 条 款 的 指 南 和 相 关 模 板 25

26 ISO 19106:2004 地 理 信 息 专 用 标 准 ISO 地 理 信 息 标 准 定 义 了 多 种 描 述 管 理 和 处 理 地 理 空 间 数 据 的 模 型 在 这 些 标 准 中, 有 些 创 建 元 素, 有 些 阐 述 其 结 构 和 规 则 不 同 的 用 户 对 使 用 或 执 行 这 些 元 素 和 规 则 有 不 同 的 需 求, 因 此 需 要 以 专 用 标 准 的 方 式 明 确 标 识 和 记 录 ISO 地 理 信 息 标 准 的 特 定 子 集 该 国 际 标 准 旨 在 定 义 ISO/TC 211 制 定 的 ISO 地 理 信 息 标 准 的 专 用 标 准 概 念, 并 为 制 定 这 类 专 用 标 准 提 供 指 南 只 有 当 要 制 定 的 专 用 标 准 的 各 组 成 部 分 满 足 该 国 际 标 准 对 专 用 标 准 的 定 义, 才 能 按 照 该 国 际 标 准 描 述 的 机 制 建 立 和 管 理 这 些 专 用 标 准 可 以 采 用 ISO 标 准 化 程 序 制 定 为 国 际 标 准 ; 该 国 际 标 准 也 为 国 家 级 ( 或 其 他 层 级 ) 的 专 用 标 准 的 建 立 管 理 和 标 准 化 提 供 指 南 该 国 际 标 准 规 定 了 两 类 一 致 性 当 专 用 标 准 是 ISO 地 理 信 息 标 准 ( 或 者 还 有 其 他 ISO 标 准 ) 的 纯 子 集 时, 满 足 第 一 类 一 致 性 第 二 类 一 致 性 允 许 专 用 标 准 包 含 在 基 础 标 准 允 许 的 范 围 内 扩 展 的 内 容, 且 允 许 非 ISO 地 理 信 息 标 准 作 为 专 用 标 准 的 部 分 内 容 专 用 标 准 可 由 基 础 标 准 的 条 款 类 选 项 和 参 数 组 成, 或 由 其 它 专 用 标 准 组 成 该 国 际 标 准 说 明 了 专 用 标 准 的 编 制 过 程, 不 包 括 注 册 附 录 B 给 出 了 专 用 标 准 的 示 例 一 个 专 用 标 准 : a) 对 基 础 标 准 定 义 的 选 项 的 选 取 可 以 限 定 在 达 到 专 用 标 准 目 标 所 必 需 的 程 度 ; 可 以 保 留 基 础 标 准 的 选 项 作 为 专 用 标 准 的 选 项 ; b) 不 宜 规 定 任 何 与 引 用 的 基 础 标 准 相 矛 盾 或 导 致 不 一 致 的 要 求 ; c) 可 包 含 与 引 用 的 基 础 标 准 一 致 但 更 具 体 且 不 超 出 其 范 围 的 要 求 因 此, 根 据 定 义, 与 专 用 标 准 一 致 隐 含 着 与 其 所 引 用 的 基 础 标 准 集 一 致 但 是, 与 基 础 标 准 集 保 持 一 致, 并 不 一 定 意 味 着 与 某 一 专 用 标 准 一 致 第 7 章 说 明 了 专 用 标 准 的 目 的, 第 8 章 说 明 了 专 用 标 准 如 何 引 用 基 础 标 准, 第 9 章 说 明 了 专 用 标 准 的 内 容, 第 10 章 说 明 了 一 致 性 要 求, 第 11 章 说 明 了 标 识 专 用 标 准 的 方 法, 第 12 章 描 述 了 专 用 标 准 的 文 档 结 构, 第 13 章 说 明 了 制 定 和 采 用 专 用 标 准 的 过 程 26

27 数 据 模 型 标 准 本 组 标 准 是 以 ISO19101 的 域 参 考 模 型 为 基 础 建 立 的 这 些 标 准 提 供 了 一 系 列 抽 象 的 概 念 模 式, 用 于 描 述 作 为 地 理 信 息 元 素 的 要 素 的 基 本 组 成 部 分 ISO 详 述 了 将 这 些 组 成 部 分 集 成 为 要 素 的 通 用 要 素 模 型, 还 提 供 了 在 应 用 模 式 中 进 行 集 成 的 规 则 ISO 规 定 了 以 几 何 和 / 或 拓 扑 单 形 复 合 形 式 表 达 要 素 空 间 特 征 的 UML 类 ISO 规 定 了 表 达 要 素 时 间 特 征 的 UML 类, 还 规 定 了 描 述 有 关 时 间 参 照 系 的 类 ISO 提 供 了 表 达 空 间 信 息 的 另 一 种 模 式 数 据 覆 盖, 数 据 覆 盖 中 非 空 间 的 属 性 直 接 赋 予 几 何 对 象 而 不 是 组 成 这 些 对 象 的 要 素 ISO 对 ISO 进 行 了 扩 展, 以 支 持 描 述 运 动 的 几 何 对 象 ISO 是 ISO 的 专 用 标 准, 它 仅 限 于 用 0 维 1 维 或 2 维 等 简 单 的 几 何 单 形 描 述 要 素 27

28 ISO 19109:2005 地 理 信 息 应 用 模 式 规 则 该 国 际 标 准 定 义 了 创 建 和 记 录 应 用 模 式 的 规 则, 包 括 要 素 定 义 的 原 则 应 用 模 式 为 一 个 或 多 个 应 用 所 需 的 数 据 结 构 和 内 容 提 供 了 形 式 化 的 描 述 方 法 应 用 模 式 包 含 对 地 理 数 据 和 其 他 相 关 数 据 的 描 述 地 理 数 据 的 一 个 基 本 概 念 就 是 要 素 应 用 模 式 定 义 了 : a) 数 据 的 内 容 与 结 构 ; b) 通 过 应 用 进 行 的 数 据 控 制 与 处 理 操 作 应 用 模 式 的 目 的 有 两 个 : a) 提 供 一 种 计 算 机 可 读 的 定 义 数 据 结 构 的 数 据 描 述, 以 适 用 于 自 动 化 的 数 据 管 理 ; b) 通 过 记 录 某 一 特 定 应 用 领 域 的 数 据 内 容, 达 到 共 同 和 正 确 理 解 数 据 的 目 的, 从 而 能 够 准 确 地 从 数 据 中 检 索 信 息 该 国 际 标 准 没 有 将 应 用 模 式 标 准 化, 它 仅 定 义 了 以 一 致 的 方 式 创 建 应 用 模 式 的 规 则 ( 包 括 要 素 定 义 的 一 致 ), 以 便 在 不 同 用 户 不 同 系 统 和 不 同 位 置 之 间 实 现 地 理 数 据 的 获 取 处 理 分 析 访 问 表 达 和 传 输 应 用 模 式 用 概 念 模 式 语 言 (CSL) 表 示 第 7 章 包 括 一 个 用 UML 表 示 的 通 用 要 素 模 型 (GFM), 用 于 定 义 描 述 要 素 类 型 所 需 要 的 概 念 可 在 要 素 目 录 中 记 录 要 素 类 型 定 义, 这 些 定 义 可 以 用 于 应 用 模 式 在 ISO 系 列 的 其 他 标 准 中 定 义 了 可 重 复 使 用 的 概 念 模 式 的 模 块, 这 些 模 块 可 集 成 到 一 个 应 用 模 式 中 第 8 章 给 出 了 将 预 定 义 的 模 块 集 成 到 UML 概 念 模 式 的 主 要 原 则 7.3 条 通 过 GFM( 图 3) 标 识 和 描 述 了 用 于 定 义 要 素 的 概 念 以 及 这 些 概 念 是 如 何 关 联 的 GFM 是 一 个 从 地 理 视 角 对 现 实 世 界 分 类 的 概 念 模 型 UML 有 其 自 身 的 概 念 模 型 ( 元 模 型 ) 由 于 GFM 和 UML 元 模 型 都 用 于 分 类, 因 此 其 概 念 非 常 相 似, 但 是 它 们 之 间 有 一 个 大 的 区 别 : 即 GFM 是 要 素 分 类 的 基 础, 而 UML 元 模 型 是 任 意 类 型 分 类 的 基 础 待 分 类 的 事 物 我 们 称 之 为 要 素 ; 要 素 类 型 之 间 的 关 系 是 要 素 关 联 类 型 和 要 素 继 承 要 素 类 型 的 特 性 包 括 要 素 属 性 要 素 操 作 和 要 素 关 联 角 色 GFM 是 要 素 类 型 的 元 模 型 除 了 名 称 和 描 述 外, 要 素 类 型 还 可 根 据 其 特 性 进 行 定 义, 如 : a) 要 素 属 性 ; b) 作 为 要 素 类 型 特 征 的 要 素 关 联 角 色 ; 28

29 c) 已 定 义 的 要 素 类 型 的 行 为 所 有 这 些 概 念 都 表 示 为 GFM 中 UML 元 类 此 外, 还 定 义 了 以 下 一 些 概 念 : a) 要 素 类 型 与 其 自 身 或 其 他 要 素 类 型 之 间 的 要 素 关 联 ; b) 与 其 他 要 素 类 型 的 泛 化 和 特 化 关 系 ; c) 要 素 类 型 的 限 制 图 3 通 用 要 素 模 型 摘 要 应 用 模 式 服 务 于 两 种 目 的 首 先, 对 某 一 特 定 应 用 领 域 中 的 数 据 内 容 和 结 构 达 成 共 同 和 正 确 的 理 解 ; 其 次, 为 实 现 数 据 管 理 的 自 动 化, 提 供 计 算 机 可 读 的 模 式 这 两 个 任 务 隐 含 着 一 个 创 建 应 用 模 式 的 渐 进 过 程 这 些 步 骤 简 述 如 下 : 29

30 a) 潜 在 应 用 领 域 ( 论 域 ) 的 需 求 调 查 ; b) 用 通 用 要 素 模 型 中 定 义 的 概 念 建 立 一 个 应 用 概 念 模 型, 包 括 确 定 要 素 类 型, 要 素 属 性 和 约 束 条 件 ; c) 按 照 该 国 际 标 准 定 义 的 规 则, 用 形 式 化 的 建 模 语 言 ( 例 如 UML 和 OCL) 描 述 应 用 模 式 ; d) 将 形 式 化 的 应 用 模 式 与 其 他 标 准 化 模 式 ( 空 间 模 式 质 量 模 式 等 ) 集 成 为 一 个 完 整 的 应 用 模 式 这 个 过 程 需 要 两 个 规 则 集 : a) 如 何 将 通 用 要 素 模 型 概 念 表 达 的 要 素 类 型 映 射 到 应 用 模 式 的 形 式 化 表 达 中 ; b) 如 何 使 用 其 他 ISO 系 列 国 际 标 准 中 定 义 的 模 式 采 用 形 式 化 语 言 明 确 和 一 致 地 表 达 模 型 有 利 于 应 用 的 实 现 该 国 际 标 准 的 规 范 性 部 分 采 用 统 一 建 模 语 言 (UML) 作 为 描 述 应 用 模 式 的 形 式 化 语 言 第 8 章 中 定 义 的 规 则 以 UML 的 形 式 表 示 30

31 ISO 19107:2003 地 理 信 息 空 间 模 式 该 国 际 标 准 提 供 的 概 念 模 式 用 于 描 述 与 处 理 地 理 要 素 的 空 间 特 性 要 素 是 对 现 实 世 界 现 象 的 抽 象, 如 果 要 素 与 地 球 上 的 位 置 相 关 就 称 其 为 地 理 要 素 矢 量 数 据 由 几 何 单 形 与 拓 扑 单 形 组 成 单 个 或 组 合 的 几 何 单 形 和 拓 扑 单 形 构 成 了 表 达 地 理 要 素 空 间 特 征 的 对 象 该 国 际 标 准 仅 涉 及 矢 量 数 据 在 该 国 际 标 准 定 义 的 模 型 中, 空 间 特 征 通 过 一 个 或 多 个 空 间 属 性 描 述, 这 些 空 间 属 性 的 值 通 过 几 何 对 象 (GM_Object) 或 拓 扑 对 象 (TP_Object) 获 得 几 何 上 通 过 坐 标 和 数 学 函 数 定 量 化 地 描 述 要 素 的 维 数 位 置 尺 寸 形 状 方 向 等 空 间 特 征 描 述 对 象 几 何 特 征 的 数 学 函 数 取 决 于 定 义 空 间 位 置 的 坐 标 参 照 系 类 型 当 地 理 信 息 从 一 个 大 地 参 照 系 或 坐 标 系 转 换 到 另 一 个 大 地 参 照 系 或 坐 标 系 时, 仅 几 何 特 征 发 生 变 化 图 4 为 该 国 际 标 准 中 定 义 的 几 何 类 拓 扑 是 当 空 间 发 生 弹 性 连 续 变 形 时 ( 例 如 地 理 数 据 从 一 个 坐 标 系 转 换 到 另 一 个 坐 标 系 ), 几 何 图 形 上 保 持 不 变 的 特 性 在 地 理 信 息 论 域 内, 拓 扑 通 常 用 来 描 述 n 维 图 的 连 通 性 图 在 连 续 变 换 中 的 一 种 不 变 性 质 计 算 拓 扑 提 供 关 于 几 何 单 形 的 连 通 信 息, 而 这 些 信 息 可 以 从 潜 在 的 几 何 特 性 中 推 导 出 来 图 5 给 出 该 国 际 标 准 定 义 的 拓 扑 类 空 间 算 子 是 使 用 查 询 创 建 修 改 删 除 空 间 对 象 的 函 数 和 程 序 为 创 建 一 个 定 义 和 执 行 这 些 算 子 的 标 准, 该 国 际 标 准 定 义 了 算 子 分 类 系 统, 其 目 标 是 : a) 无 歧 义 地 定 义 空 间 算 子, 以 保 证 在 已 知 精 度 和 分 辨 率 限 定 的 范 围 内, 产 生 具 有 可 比 性 的 结 果 ; b) 基 于 这 些 定 义 制 定 一 套 标 准 操 作, 作 为 形 成 兼 容 系 统 的 基 础, 并 作 为 实 施 者 的 测 试 平 台 和 符 合 性 验 证 基 准 ; c) 定 义 一 套 允 许 将 基 本 算 子 组 合 起 来 的 算 子 代 数, 用 于 可 预 见 的 地 理 数 据 查 询 和 处 理 31

32 图 4 具 有 特 化 关 系 的 几 何 基 本 类 32

33 图 5 拓 扑 类 概 图 33

34 ISO 19123:2005 地 理 信 息 数 据 覆 盖 的 几 何 与 函 数 模 式 该 国 际 标 准 定 义 了 数 据 覆 盖 空 间 特 征 的 概 念 模 式 数 据 覆 盖 支 持 从 空 间 域 时 间 域 或 时 空 域 到 域 中 所 有 地 理 位 置 上 要 素 属 性 值 的 映 射, 其 属 性 类 型 是 共 同 的 数 据 覆 盖 域 由 某 一 坐 标 空 间 中 的 一 组 直 接 位 置 构 成, 可 能 多 至 三 个 空 间 维 度 以 及 时 间 维 度 数 据 覆 盖 的 例 子 包 括 栅 格 不 规 则 三 角 网 点 数 据 覆 盖 和 多 边 形 数 据 覆 盖 在 遥 感 气 象 以 及 海 底 地 形 高 程 土 壤 和 植 被 测 图 等 很 多 应 用 领 域 中, 数 据 覆 盖 都 是 普 遍 使 用 的 数 据 结 构 该 国 际 标 准 定 义 了 数 据 覆 盖 空 间 域 和 它 所 关 联 的 属 性 值 域 的 关 系 该 国 际 标 准 只 定 义 空 间 域 的 特 征, 不 涉 及 属 性 值 域 的 特 征 传 统 上, 地 理 信 息 一 直 分 为 矢 量 数 据 和 栅 格 数 据 两 个 基 本 类 型 a) 矢 量 数 据 用 于 处 理 离 散 现 象, 每 一 个 离 散 现 象 设 想 为 一 个 要 素 用 一 组 或 多 组 几 何 单 形 ( 点 线 面 体 ) 表 示 现 实 世 界 中 离 散 现 象 的 空 间 特 征, 其 他 特 征 记 录 为 要 素 属 性 通 常 一 个 单 一 要 素 关 联 一 组 属 性 值 ; b) 栅 格 数 据 用 于 处 理 现 实 世 界 中 空 间 连 续 变 化 的 现 象 它 包 含 一 组 值, 每 个 数 值 对 应 于 由 点 或 单 元 组 成 的 规 则 数 组 中 的 一 个 元 素 通 常 与 基 于 空 间 位 置 的 点 或 单 元 的 插 值 方 法 相 关 由 于 栅 格 数 据 不 是 唯 一 用 于 表 示 随 空 间 位 置 连 续 变 化 的 数 据 结 构, 所 以, 该 国 际 标 准 采 用 了 OGC 制 定 的 抽 象 规 范 中 的 数 据 覆 盖 这 一 术 语, 意 指 给 空 间 位 置 直 接 赋 值 的 数 据 表 示 方 式 一 个 数 据 覆 盖 是 从 空 间 域 时 间 域 或 时 空 域 到 属 性 值 域 的 函 数, 它 将 数 据 覆 盖 域 中 的 位 置 与 一 条 定 义 了 数 据 类 型 的 数 值 的 记 录 关 联 起 来 数 据 覆 盖 是 一 种 要 素, 它 的 每 个 属 性 类 型 有 多 个 值, 在 要 素 的 几 何 表 达 中, 对 应 于 每 个 直 接 位 置 的 各 个 属 性 类 型 都 有 一 个 值 数 据 覆 盖 既 是 要 素 又 是 函 数, 可 以 表 示 单 一 要 素 或 一 组 要 素 数 据 覆 盖 域 是 一 组 用 直 接 位 置 描 述 的 几 何 对 象 它 可 以 扩 展 到 几 何 对 象 凸 包 内 所 有 的 直 接 位 置, 直 接 位 置 与 时 间 或 空 间 坐 标 参 照 系 相 关 联 常 用 的 域 包 括 点 集 格 网 闭 合 矩 形 集 合 和 其 他 几 何 对 象 集 合 几 何 对 象 可 对 域 无 限 地 分 割 形 成 格 网, 例 如 格 网 或 不 规 则 三 角 网 点 集 和 其 他 非 连 续 的 几 何 对 象 集 不 能 构 成 格 网 数 据 覆 盖 的 子 类 型 可 根 据 它 们 的 域 来 定 义 数 据 覆 盖 的 值 域 是 要 素 属 性 值 的 集 合, 可 以 是 有 限 集 合 或 无 限 集 合 数 据 覆 盖 通 常 在 同 一 域 下 构 建 许 多 相 关 函 数 模 型 因 此, 在 同 一 模 式 下, 值 的 集 合 表 示 为 记 录 的 集 合 数 据 覆 盖 有 两 种 类 型 离 散 数 据 覆 盖 具 有 一 个 由 有 限 几 何 对 象 集 以 及 这 些 几 何 对 象 的 直 接 位 置 组 成 的 域, 它 为 每 个 几 何 对 象 与 要 素 属 性 值 的 记 录 建 立 映 射, 几 何 对 象 和 它 相 关 的 要 素 属 性 值 形 成 一 个 几 何 对 象 的 值 对 与 连 续 数 据 覆 盖 相 反, 离 散 数 据 覆 盖 是 离 散 或 阶 梯 函 数 34

35 离 散 函 数 能 够 明 确 地 表 示 为 ( 输 入 输 出 ) 数 据 对 离 散 数 据 覆 盖 可 以 表 示 为 自 变 量 和 因 变 量 的 有 序 数 据 对 的 集 合 每 个 自 变 量 是 一 个 几 何 对 象, 每 个 因 变 量 记 录 要 素 的 属 性 值 例 : 一 组 多 边 形 与 每 个 多 边 形 对 应 的 土 壤 类 型 间 建 立 映 射 形 成 的 数 据 覆 盖 就 是 一 个 离 散 数 据 覆 盖 连 续 数 据 覆 盖 的 域 由 坐 标 空 间 的 一 组 直 接 位 置 组 成 连 续 数 据 覆 盖 将 直 接 位 置 映 射 为 记 录 值 例 : 设 想 一 个 数 据 覆 盖, 将 圣 迭 戈 县 的 直 接 位 置 与 该 地 区 今 天 中 午 的 温 度 建 立 映 射 关 系 两 个 域 和 值 域 可 能 取 无 限 个 不 同 的 值 此 连 续 数 据 覆 盖 可 与 拥 有 一 组 气 象 站 观 测 温 度 值 的 离 散 数 据 覆 盖 相 关 联 一 个 要 素 的 属 性 值 可 以 是 任 何 数 据 类 型 然 而, 连 续 数 据 覆 盖 常 常 通 过 仅 用 于 数 字 或 矢 量 的 插 值 法 来 实 现 赋 值 其 他 数 据 类 型 几 乎 都 与 离 散 数 据 覆 盖 相 关 如 图 6 所 示, 数 据 覆 盖 模 式 由 具 有 依 赖 关 系 的 七 个 包 组 成 在 第 8 章 中 说 明 了 数 据 覆 盖 核 心 包, 其 他 包 分 别 在 其 他 章 节 中 说 明, 见 表 1 表 1 数 据 覆 盖 几 何 包 的 文 档 说 明 包 章 Coverage core 5 Discrete coverages 6 Thiessen polygon 7 Quadrilateral grid 8 Hexagonal grid 9 TIN 10 Segmented curve 11 35

36 图 6 数 据 覆 盖 模 式 包 36

37 ISO 19108:2002 地 理 信 息 时 间 模 式 该 国 际 标 准 定 义 了 描 述 从 现 实 世 界 中 抽 象 出 来 的 地 理 信 息 的 时 间 特 性 所 需 要 的 标 准 概 念 地 理 信 息 的 时 间 特 性 包 括 要 素 属 性 要 素 操 作 要 素 关 联 以 及 在 时 间 域 中 取 值 的 元 数 据 元 素 时 间 的 几 何 和 拓 扑 对 象 被 用 作 要 素 和 数 据 集 的 时 间 特 性 的 值 TM_Object( 图 7) 是 一 个 抽 象 类, 它 有 两 个 子 类 TM_Primitive 是 抽 象 类, 它 表 示 不 能 分 解 的 时 间 的 几 何 或 拓 扑 元 素 TM_Primitive 有 两 个 子 类,TM_GeometricPrimitive 提 供 关 于 时 间 位 置 的 信 息, TM_TopologicalPrimitive 提 供 关 于 时 间 连 通 性 的 信 息 TM_Complex 是 TM_Primitive 的 聚 合 图 7 时 间 对 象 时 间 维 的 两 个 几 何 单 形 是 时 刻 和 时 段 按 照 时 间 间 隔 度 量 时 间 时, 单 形 采 用 解 析 法 定 义 ; 按 照 时 间 顺 序 度 量 时 间 时, 单 形 采 用 类 推 法 定 义 TM_GeometricPrimitive 是 一 个 抽 象 类, 带 有 两 个 子 类 ( 图 8) TM_Instant 表 示 时 刻,TM_Period 表 示 时 段 TM_GeometricPrimitive 从 TM_Primitive 继 承 了 对 TM_Order 接 口 的 依 赖 关 系, 并 且 依 赖 于 TM_Separation 接 口 37

38 图 8 时 间 几 何 单 形 拓 扑 单 形 表 示 单 一 的 不 可 分 的 拓 扑 元 素 及 在 拓 扑 复 形 中 与 其 他 拓 扑 单 形 的 关 系 与 时 间 信 息 相 关 的 两 类 拓 扑 单 形 是 0 维 的 结 点 和 1 维 的 边 在 时 间 模 式 中, 这 两 类 拓 扑 单 形 用 TM_TopologicalPrimitive( 图 9) 的 两 个 子 类 TM_Node 和 TM_Edge 表 示 当 一 个 应 用 中 包 括 时 间 位 置 信 息 和 连 通 信 息 时, 一 个 TM_TopologicalPrimitive 可 与 一 个 同 维 度 的 TM_GeometricPrimitive 相 关 联 38

39 图 9 时 间 拓 扑 时 间 域 中 的 值 是 在 某 个 时 间 参 照 系 中 量 测 的 时 间 位 置 ISO 8601 规 定 使 用 公 历 当 地 时 间 和 协 调 世 界 时 (UTC) 进 行 信 息 交 换, 这 些 是 地 理 信 息 使 用 的 主 要 时 间 参 照 系 对 于 某 些 地 理 信 息 应 用 可 以 选 用 不 同 的 时 间 参 照 系 时 间 参 照 系 包 中 包 括 三 类 常 见 的 时 间 参 照 系 : 日 历 ( 与 时 钟 一 起 使 用 分 辨 率 更 高 ) 时 间 坐 标 系 和 顺 序 时 间 参 照 系 ( 图 10) 图 10 时 间 参 照 系 39

40 ISO 19141:2008 地 理 信 息 运 动 要 素 模 式 该 国 际 标 准 规 定 了 运 动 要 素 ( 例 如, 随 着 时 间 变 化 其 位 置 也 发 生 变 化 的 要 素 ) 的 概 念 模 式 该 概 念 模 式 包 括 类 属 性 关 联 和 操 作, 它 提 供 了 一 个 通 用 概 念 框 架, 通 过 实 现 此 框 架 可 以 为 涉 及 运 动 要 素 的 各 种 应 用 领 域 提 供 支 持 该 国 际 标 准 定 义 了 一 种 标 准 方 法, 用 于 描 述 刚 体 样 运 动 的 要 素 的 几 何 特 征 这 类 运 动 有 以 下 特 性 : a) 要 素 在 ISO 定 义 的 空 间 对 象 组 成 的 任 意 域 内 运 动 ; b) 要 素 可 能 沿 着 预 定 路 线 运 动, 也 可 能 偏 离 预 定 路 线 运 动 ; c) 运 动 可 能 受 离 心 力 重 力 或 惯 性 等 自 然 力 的 影 响 ; d) 要 素 的 运 动 可 能 影 响 其 他 要 素 或 被 其 他 要 素 影 响, 例 如 : e) 运 动 要 素 可 能 沿 着 预 定 路 线 ( 例 如 道 路 ) 或 部 分 路 网 运 动, 也 可 能 在 已 知 点 转 换 路 线 ( 例 如 公 交 站 点 航 点 ); f) 两 个 或 多 个 运 动 要 素 可 能 拉 到 一 起 或 者 推 开 ( 例 如 : 飞 机 空 中 加 油 捕 猎 者 探 测 和 跟 踪 猎 物 难 民 聚 散 ); g) 在 一 定 时 间 内, 两 个 或 多 个 运 动 要 素 可 能 受 到 约 束 以 保 持 特 定 的 空 间 关 系 ( 例 如 拖 拉 机 和 拖 车 船 队 ) 该 国 际 标 准 不 考 虑 其 它 类 型 的 要 素 变 化 因 为 该 国 际 标 准 只 关 注 与 要 素 运 动 相 关 的 几 何 描 述, 所 以 不 规 定 基 于 地 理 标 识 符 描 述 的 要 素 运 动 的 机 制 有 关 基 于 地 理 标 识 符 描 述 的 要 素 运 动 机 制 的 部 分 内 容 在 ISO 中 予 以 规 定 该 概 念 模 式 规 定 了 描 述 要 素 平 移 和 / 或 旋 转 的 移 动 机 制, 但 是 不 包 含 要 素 变 形 该 概 念 模 式 是 基 于 几 何 体 的 一 个 参 数 集 的 概 念, 几 何 参 数 集 可 视 为 一 系 列 叶 子 或 一 系 列 轨 迹, 一 片 叶 子 表 示 在 特 定 参 数 值 ( 例 如 一 个 时 间 点 ) 的 移 动 要 素 的 几 何 体, 轨 迹 是 指 移 动 要 素 几 何 体 上 一 点 随 参 数 移 动 产 生 的 路 径 曲 线 运 动 要 素 可 建 模 为 一 系 列 运 动 的 组 合 所 有 的 运 动 可 以 表 示 为 对 象 上 的 某 些 参 照 点 ( 原 点, 例 如 该 对 象 的 重 心 ) 的 时 间 路 径 或 轨 迹 一 旦 建 立 了 原 点 的 轨 迹, 沿 轨 迹 的 位 置 可 用 线 性 参 照 系 ( 如 ISO19133 中 定 义 的 ) 描 述 在 没 有 其 他 参 照 系 时, 曲 线 的 长 度 参 数 ( 如 ISO19107 中 定 义 的 ) 可 作 为 简 单 的 线 性 参 照 使 用 时 间 (t) 和 量 测 值 (m) 之 间 的 关 系, 可 用 平 面 坐 标 (t, m) 表 示 为 t m 的 函 数 图 将 路 径 上 的 几 何 体 与 实 际 的 时 间 与 位 置 函 数 分 离, 可 以 实 现 沿 着 现 有 几 何 体 的 轨 迹 跟 踪 运 动 要 素 40

41 图 11 阐 明 了 叶 理 (foliation), 棱 柱 体 (prism), 轨 迹 (trajectory) 和 叶 子 (leaf) 等 概 念 之 间 的 关 联 关 系 此 图 显 示 的 是 一 个 二 维 矩 形 的 移 动 和 旋 转 在 每 个 给 定 时 间, 矩 形 表 示 一 片 叶 子, 跟 踪 矩 形 的 每 一 个 角 点 ( 和 矩 形 的 其 它 各 点 ) 得 到 的 路 径 是 一 个 轨 迹, 包 含 在 所 有 叶 子 和 轨 迹 内 的 点 集 形 成 一 个 棱 柱 体, 叶 子 集 合 又 形 成 一 个 叶 理 图 11 要 素 运 动 叶 理 路 径 和 沿 路 径 的 位 置 这 两 种 对 象 的 表 达 方 式, 给 出 了 运 动 要 素 的 一 般 位 置 描 述 要 素 位 置 的 另 一 个 变 量 是 围 绕 选 定 参 考 点 的 旋 转, 为 了 描 述 这 种 情 况, 以 对 象 参 考 点 为 原 点, 建 立 局 部 工 程 坐 标 系 要 素 几 何 特 征 在 工 程 坐 标 系 中 描 述, 要 素 在 现 实 世 界 的 位 置 通 过 局 部 坐 标 系 到 全 局 坐 标 系 ( 参 考 点 轨 迹 的 坐 标 参 照 系 ) 的 映 射 确 定, 可 通 过 从 局 部 坐 标 系 到 全 局 坐 标 参 照 系 单 位 向 量 的 映 射 矩 阵 给 出 如 果 全 局 坐 标 参 照 系 (CRS) 和 局 部 CRS 的 维 数 相 同, 那 么 局 部 CRS 中 的 每 一 点 都 能 经 过 各 种 映 射 组 合 通 过 全 局 CRS 及 时 跟 踪 地 图 利 用 LRS 从 时 间 (t) 到 量 测 值 (m) 对 参 照 点 路 径 上 的 一 个 位 置 跟 踪, 然 后, 利 用 旋 转 矩 阵 计 算 出 该 点 的 偏 移 量, 从 而 得 出 全 局 CRS 中 的 一 个 坐 标 位 置 这 就 意 味 着 运 动 动 要 素 棱 柱 体 ( 定 义 为 部 分 要 素 通 过 的 所 有 点 ) 可 视 为 ( 经 计 算 满 足 需 要 精 度 的 ) 在 局 部 工 程 表 达 要 素 几 何 点 的 一 组 轨 迹 如 果 从 四 维 时 空 坐 标 系 来 看, 不 同 41

42 时 间 上 的 要 素 点 是 不 同 的 棱 柱 ( 轨 迹 点 随 时 间 坐 标 增 加 ) 的 原 象 (pre-image) 是 一 个 叶 理, 即 要 素 几 何 在 每 一 个 特 定 时 间 ( 称 为 叶 子 ) 的 完 整 且 独 立 的 表 达 这 些 名 称 来 自 于 从 三 维 的 角 度 对 一 本 书 的 比 喻, 每 一 页 或 叶 子 是 整 个 页 码 (folio) 或 时 间 的 一 个 切 片 运 动 要 素 模 式 类 继 承 了 层 次 结 构, 层 次 结 构 源 于 ISO 的 GM_Object 和 GM_Curve ( 图 12) 按 照 该 模 式 并 遵 从 ISO 规 定 的 一 般 要 素 模 型 的 情 况 下, 允 许 子 类 用 作 要 素 属 性 层 次 结 构 的 第 二 层 次 由 一 组 描 述 单 参 数 几 何 的 类 组 成, 用 于 描 述 要 素 任 意 单 一 变 量 的 运 动, 例 如 : 压 力 温 度 或 者 时 间 第 三 层 次 限 定 描 述 随 时 间 运 动 的 类 第 6 章 和 第 7 章 对 这 些 类 做 了 全 面 规 定 图 12 运 动 要 素 包 42

43 ISO 19137:2007 地 理 信 息 核 心 空 间 模 式 该 国 际 标 准 定 义 了 空 间 模 式 的 核 心 专 用 标 准, 空 间 模 式 已 在 ISO 规 定 该 国 际 标 准 依 据 ISO 规 定 了 高 效 创 建 应 用 模 式 所 必 需 的 几 何 要 素 的 最 小 集 合 该 核 心 专 用 标 准 易 于 理 解 且 实 现 成 本 低, 有 意 识 地 缩 小 和 限 定 了 范 围 以 获 得 市 场 的 广 泛 认 可 该 国 际 标 准 支 持 0 维 1 维 和 2 维 的 几 何 单 形 数 据 类 型 它 满 足 ISO A 一 致 性 测 试 的 要 求, 属 于 ISO 的 一 致 性 类 别 I 该 国 际 标 准 仅 限 于 在 以 下 几 种 情 况 应 用 : a) 地 理 要 素 和 几 何 单 形 之 间 存 在 1:1 的 映 射 关 系 ; b) 所 有 几 何 单 形 都 参 照 一 个 坐 标 参 照 系 ; c) 所 有 曲 线 都 由 若 干 线 段 组 成 ; d) 所 有 曲 面 都 由 若 干 平 面 组 成 需 要 与 ISO 兼 容 的 抽 象 类 在 专 用 标 准 的 简 化 表 示 中 均 被 省 略, 见 图 13 此 外, GM_Ring 和 GM_Object 之 间 的 继 承 关 系 也 未 在 图 中 表 示 该 国 际 标 准 不 使 用 ISO 的 操 作 或 接 口 43

44 图 13 说 明 专 用 标 准 结 构 的 扁 平 化 简 图 44

45 地 理 信 息 管 理 标 准 地 理 信 息 管 理 标 准 也 建 立 在 ISO 域 参 考 模 型 的 基 础 上, 但 与 数 据 模 型 标 准 相 比, 本 组 标 准 注 重 于 描 述 含 有 一 个 或 多 个 要 素 实 例 的 数 据 集, 数 据 模 型 标 准 则 是 针 对 单 一 要 素 及 其 特 征 的 ISO 规 定 了 编 制 目 录 的 方 法, 包 括 定 义 要 素 类 型 及 其 特 性 类 型, 特 性 类 型 包 含 要 素 属 性 要 素 关 联 和 要 素 操 作 地 理 信 息 含 有 在 现 实 世 界 中 用 数 据 表 示 的 与 要 素 位 置 相 关 的 空 间 参 照 信 息 空 间 参 照 分 为 两 类 : a) 基 于 坐 标 的 ; b) 基 于 地 理 标 识 符 的 ISO 提 供 了 一 种 描 述 与 地 球 或 其 他 对 象 相 关 的 几 何 单 形 位 置 坐 标 的 参 照 系 模 式 ISO 提 供 了 用 地 理 标 识 符 作 为 空 间 参 照 的 一 般 模 型, 还 指 定 了 空 间 参 照 系 的 组 成 部 份 和 地 名 录 的 基 本 构 成 ISO 建 立 了 一 套 描 述 和 报 告 地 理 信 息 质 量 的 原 则 ISO 规 定 了 评 价 和 报 告 地 理 信 息 质 量 的 过 程 ISO 提 供 了 一 种 定 义 描 述 地 理 信 息 数 据 集 内 容 的 元 数 据 元 素 的 模 式 ISO 描 述 了 规 范 地 理 数 据 产 品 特 征 的 要 求 ISO 规 定 了 建 立 和 维 护 标 识 符 的 注 册 和 赋 予 地 理 信 息 项 目 含 义 的 过 程 ISO 以 ISO 和 ISO 为 基 础, 建 立 了 大 地 测 量 代 码 与 参 数 注 册 的 维 护 规 则 ISO 对 ISO 作 了 扩 展, 定 义 了 一 套 结 构 化 的 数 据 质 量 度 量, 以 便 对 按 照 ISO 建 立 的 注 册 簿 进 行 维 护 45

46 ISO 19110:2005 地 理 信 息 要 素 编 目 方 法 该 国 际 标 准 定 义 了 要 素 类 型 的 编 目 方 法, 规 范 了 如 何 将 要 素 类 型 分 类 组 织 为 要 素 目 录 并 提 供 给 地 理 数 据 集 的 用 户 该 国 际 标 准 适 用 于 以 数 字 形 式 表 示 的 要 素 类 型 的 编 目, 其 原 则 可 扩 展 到 其 他 形 式 的 地 理 数 据 编 目 地 理 要 素 是 与 地 球 上 位 置 相 关 的 现 实 世 界 的 现 象, 其 数 据 被 采 集 维 护 和 分 发 要 素 目 录 定 义 了 地 理 数 据 要 素 的 类 型 操 作 属 性 及 关 联 对 将 数 据 转 化 为 可 用 信 息 来 说, 要 素 目 录 是 不 可 或 缺 的 要 素 目 录 通 过 提 供 更 易 于 理 解 的 数 据 内 容 与 含 义, 能 促 进 地 理 数 据 的 分 发 共 享 和 使 用 除 非 地 理 数 据 的 提 供 者 和 用 户 对 数 据 表 示 的 各 种 现 实 世 界 的 现 象 有 共 同 的 理 解, 否 则, 用 户 将 无 法 判 定 所 提 供 的 数 据 能 否 适 合 其 目 的 地 理 要 素 在 两 个 层 级 出 现 : 实 例 层 和 类 型 层 在 实 例 层 中, 地 理 要 素 表 示 为 与 地 理 坐 标 和 时 间 坐 标 相 关 的 离 散 现 象, 且 可 以 用 特 定 的 图 形 符 号 表 示 这 些 单 个 的 要 素 实 例 组 成 具 有 共 同 特 征 的 类 要 素 类 型 地 理 信 息 是 一 种 主 观 感 知 的 信 息, 其 内 容 取 决 于 特 定 应 用 的 需 求 已 是 共 识 特 定 应 用 需 求 决 定 了 按 特 定 的 分 类 模 式 对 实 例 分 类 的 方 法 要 素 目 录 将 通 过 一 个 或 多 个 地 理 数 据 集 表 现 的 现 实 世 界 的 抽 象 表 示 为 定 义 的 现 象 类 要 素 目 录 中 分 类 的 基 本 层 级 是 要 素 类 型 任 何 含 有 要 素 的 地 理 数 据 集 的 要 素 目 录 都 以 电 子 形 式 提 供 要 素 目 录 也 可 独 立 于 任 何 现 有 地 理 数 据 集, 按 照 该 国 际 标 准 的 规 定 执 行 附 录 B 规 定 了 表 示 要 素 分 类 信 息 的 模 板 按 照 该 模 板 编 制 的 要 素 目 录 应 记 录 给 定 地 理 数 据 集 中 出 现 的 所 有 要 素 类 型, 要 素 目 录 包 括 附 录 B 规 定 的 标 识 信 息 对 数 据 中 所 有 要 素 类 型 的 定 义 和 描 述 与 每 种 要 素 类 型 相 关 联 的 数 据 中 所 含 的 任 何 要 素 属 性 和 要 素 关 联, 有 时 还 包 括 数 据 支 持 的 要 素 操 作 为 保 证 不 同 应 用 中 要 素 目 录 内 容 的 可 预 见 性 和 可 比 性, 建 议 要 素 目 录 仅 包 含 附 录 B 规 定 的 元 素 为 了 在 不 同 应 用 中 要 素 目 录 能 得 到 最 大 限 度 的 应 用, 建 议 采 用 概 念 模 式 语 言 对 要 素 目 录 建 模 在 要 素 目 录 中, 所 有 要 素 类 型 要 素 属 性 要 素 关 联 关 联 角 色 和 要 素 操 作 都 采 用 唯 一 的 名 称 加 以 标 识 要 素 类 型 要 素 属 性 要 素 属 性 值 要 素 关 联 关 联 角 色 和 要 素 操 作 用 自 然 语 言 定 义 每 个 要 素 类 型 用 一 个 名 称 标 识, 也 可 采 用 在 目 录 中 唯 一 的 字 母 数 字 代 码 标 识, 还 可 有 多 个 别 名 对 每 一 种 要 素 类 型 而 言, 如 果 含 有 要 素 操 作 相 关 联 的 要 素 属 性 要 素 关 联 和 关 联 角 色, 要 素 目 录 也 应 包 含 这 些 内 容 如 果 有 要 素 操 作, 应 对 每 个 要 素 类 型 标 识 要 素 操 作 说 明 每 个 要 素 操 作 所 涉 及 的 要 素 属 性, 以 及 受 操 作 影 响 的 要 素 类 型 除 了 自 然 语 言 定 义, 操 作 也 可 通 过 函 数 的 形 式 说 明 如 果 有 要 素 属 性, 对 每 个 要 素 类 型 标 识 其 属 性 定 义 包 括 对 属 性 值 数 据 类 型 的 规 定, 要 素 属 性 也 可 采 用 在 要 素 目 录 中 唯 一 的 字 母 数 字 代 码 标 识 如 果 有 要 素 属 性 列 表 值, 对 每 个 要 素 属 性 均 加 以 标 注 如 果 有 要 素 关 联, 予 以 命 名, 要 素 关 联 46

47 也 可 采 用 在 要 素 目 录 中 唯 一 的 字 母 数 字 代 码 加 以 标 识 说 明 参 与 关 联 的 要 素 类 型 的 名 称 和 角 色 如 果 有 要 素 关 联 角 色, 予 以 命 名, 说 明 拥 有 角 色 和 参 与 关 联 的 要 素 类 型 的 名 称 47

48 ISO 19111:2007 地 理 信 息 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 该 国 际 标 准 定 义 了 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 ( 也 可 扩 展 为 时 空 参 照 ) 的 概 念 模 式, 规 定 了 所 需 的 数 据 元 素 关 系 和 相 关 的 元 数 据 该 国 际 标 准 定 义 了 可 扩 展 为 时 空 参 照 系 的 一 维 二 维 三 维 坐 标 参 照 系 所 需 的 最 少 数 据, 描 述 了 对 适 用 于 地 理 信 息 的 各 类 坐 标 系 和 坐 标 参 照 系 进 行 完 整 定 义 时 所 需 的 元 素 这 些 元 素 的 子 集 部 分 地 取 决 于 坐 标 的 类 型 该 国 际 标 准 也 包 括 可 选 字 段, 以 纳 入 非 基 本 的 坐 标 参 照 系 信 息 ; 还 描 述 了 从 一 个 坐 标 参 照 系 变 换 为 另 一 个 坐 标 参 照 系 所 需 的 信 息 这 些 元 素 是 机 器 ( 计 算 机 ) 和 人 都 可 读 的 元 素 水 平 位 置 和 垂 直 位 置 传 统 上 的 分 离 导 致 了 实 际 的 坐 标 参 照 系 是 水 平 的 (2 维 ) 和 垂 直 的 (1 维 ), 而 不 是 真 三 维 的 按 照 惯 例, 一 个 点 的 三 维 位 置 可 通 过 其 水 平 坐 标 及 源 自 不 同 坐 标 参 照 系 的 高 程 或 深 度 来 定 义 该 国 际 标 准 中 将 这 一 概 念 定 义 为 复 合 坐 标 参 照 系 坐 标 的 概 念 可 以 从 严 格 的 空 间 范 畴 扩 展 到 空 间 和 时 间,ISO 描 述 了 时 间 模 式 时 间 也 可 以 作 为 时 间 参 照 系 加 入 复 合 坐 标 参 照 系 甚 至 可 以 增 加 两 个 时 间 坐 标, 提 供 的 两 个 坐 标 描 述 了 不 同 的 独 立 量 除 描 述 坐 标 参 照 系 外, 该 国 际 标 准 还 规 定 了 如 何 描 述 两 个 不 同 坐 标 参 照 系 间 的 坐 标 变 换 或 坐 标 转 换 通 过 这 些 信 息, 能 够 将 不 同 坐 标 参 照 系 的 地 理 数 据 关 联 到 一 个 特 定 的 坐 标 参 照 系 中, 便 于 空 间 数 据 的 集 成, 或 者 对 坐 标 参 照 系 的 处 理 过 程 进 行 维 护 坐 标 是 定 义 某 一 点 位 的 n 个 标 量 之 一 一 个 坐 标 元 组 是 定 义 某 一 点 位 的 一 组 有 序 的 n 个 坐 标 该 国 际 标 准 要 求 坐 标 元 组 由 一 个 两 个 或 三 个 空 间 坐 标 组 成 坐 标 是 相 互 独 立 的 且 坐 标 个 数 等 于 坐 标 空 间 的 维 数 直 到 完 整 定 义 了 坐 标 系, 与 之 相 关 的 坐 标 才 不 会 有 歧 义 坐 标 参 照 系 (CRS) 定 义 了 坐 标 空 间 以 确 保 坐 标 值 没 有 二 义 性 坐 标 元 组 中 坐 标 的 顺 序 及 其 测 量 单 位 也 是 坐 标 参 照 系 中 定 义 的 部 分 内 容 坐 标 集 是 同 一 坐 标 参 照 系 中 坐 标 元 组 的 集 合 相 应 的,CRS 的 标 识 或 定 义 与 每 个 坐 标 元 组 相 关 联 当 仅 描 述 一 个 点 时, 关 联 是 直 接 的 ; 当 描 述 一 个 坐 标 集 时, 坐 标 参 照 系 的 标 识 或 定 义 可 与 坐 标 集 关 联, 于 是 该 坐 标 集 中 的 所 有 坐 标 元 组 都 继 承 了 这 种 关 联 该 国 际 标 准 要 求 一 个 坐 标 参 照 系 由 一 个 坐 标 系 和 一 个 基 准 组 成 ( 见 图 14) 48

49 图 14 坐 标 参 照 系 的 概 念 模 型 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 的 高 层 次 抽 象 模 型 见 图 15, 坐 标 变 换 或 坐 标 转 换 的 操 作 对 象 是 坐 标 而 不 是 坐 标 参 照 系 在 ISO 中, 通 过 GM_Object 类 的 Transform 操 作 对 坐 标 操 作 建 模 图 15 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 概 念 模 型 49

50 ISO 19112:2003 地 理 信 息 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 该 国 际 标 准 定 义 了 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 的 概 念 模 式, 这 类 空 间 参 照 有 时 称 为 间 接 空 间 参 照 该 国 际 标 准 建 立 了 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 通 用 模 型, 定 义 了 空 间 参 照 的 组 成 和 地 名 录 的 基 本 组 成 尽 管 该 国 际 标 准 只 涉 及 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照, 但 是, 也 包 括 记 录 补 充 坐 标 参 照 的 机 制 采 用 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 系 不 是 基 于 明 确 的 坐 标, 而 是 基 于 与 某 个 或 几 个 地 理 要 素 所 确 定 的 位 置 的 关 系 位 置 与 要 素 间 的 关 系 如 下 : a) 包 含 这 种 关 系 中, 位 置 在 地 理 要 素 内 部 例 如, 在 一 个 国 家 里 ; b) 基 于 局 部 的 测 量 这 种 关 系 中, 位 置 根 据 与 某 个 或 几 个 地 理 要 素 中 的 一 个 或 几 个 固 定 点 位 的 相 对 关 系 定 义 例 如, 沿 着 一 条 街 道, 距 其 与 另 一 条 街 道 的 交 叉 点 为 给 定 距 离 ; c) 松 散 关 联 这 种 关 系 中, 位 置 与 某 个 或 几 个 地 理 要 素 间 具 有 模 糊 关 系 例 如, 与 一 座 建 筑 物 相 邻 或 在 两 座 建 筑 物 之 间 该 国 际 标 准 的 目 的 是 规 定 用 于 定 义 和 描 述 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 系 的 方 法, 不 过 仅 涵 盖 对 参 照 要 素 的 定 义 和 记 录 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 由 相 关 的 一 个 或 多 个 位 置 类 型 集 合 及 其 相 应 的 地 理 标 识 符 组 成 位 置 类 型 间 可 通 过 聚 合 或 解 聚 彼 此 相 关, 可 形 成 层 次 结 构 地 名 录 是 描 述 位 置 实 例 的 地 理 标 识 符 的 字 典 它 包 含 与 每 个 位 置 实 例 有 关 的 辅 助 信 息, 可 包 含 一 个 坐 标 参 照, 但 也 可 以 是 纯 粹 的 描 述 如 果 包 含 坐 标 参 照, 就 可 将 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 转 换 为 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 ; 如 果 包 含 描 述 性 参 照 信 息, 则 是 一 个 基 于 地 理 标 识 符 的 不 同 的 空 间 参 照, 例 如 不 动 产 的 邮 政 编 码 对 于 任 何 位 置 类 型, 都 可 以 有 一 个 以 上 的 地 名 录 图 16 说 明 了 空 间 参 照 系 位 置 及 地 名 录 之 间 的 关 系 50

51 图 16 基 于 地 理 标 识 符 的 空 间 参 照 的 UML 模 型 51

52 ISO 19113:2002 地 理 信 息 质 量 原 则 该 国 际 标 准 的 目 的 是 提 供 描 述 地 理 数 据 的 质 量 原 则 和 处 理 质 量 信 息 的 概 念 描 述 地 理 数 据 质 量 是 为 了 便 于 选 择 最 适 合 应 用 要 求 的 地 理 数 据 集 全 面 说 明 数 据 集 的 质 量 能 促 进 地 理 数 据 集 的 共 享 交 换 和 使 用 地 理 数 据 集 可 看 作 是 一 类 商 品 或 产 品, 其 质 量 信 息 为 数 据 生 产 者 或 销 售 商 提 供 了 证 实 数 据 集 产 品 符 合 规 范 要 求 的 程 度, 并 协 助 用 户 确 定 这 一 产 品 满 足 其 特 定 应 用 需 求 的 能 力 该 国 际 标 准 规 定 了 描 述 地 理 数 据 质 量 的 原 则 和 质 量 信 息 报 告 的 组 成 部 分, 还 提 供 了 组 织 数 据 质 量 信 息 的 方 法, 但 没 有 规 定 地 理 数 据 可 接 受 的 最 低 质 量 要 求 可 对 数 据 集 系 列 数 据 集 或 按 自 然 规 律 处 于 数 据 集 内 具 有 相 同 特 征 的 较 小 数 据 组 作 质 量 说 明, 以 便 评 估 其 质 量 数 据 集 质 量 通 过 以 下 两 部 分 说 明 : a) 数 据 质 量 元 素 与 数 据 质 量 子 元 素 和 数 据 质 量 子 元 素 描 述 符 共 同 描 述 了 数 据 集 对 产 品 规 范 要 求 的 符 合 程 度, 并 提 供 了 量 化 的 质 量 信 息 ; b) 数 据 质 量 概 述 元 素 提 供 了 数 据 质 量 的 总 体 非 量 化 信 息 图 17 概 略 地 说 明 了 数 据 质 量 信 息 在 必 要 时, 用 以 下 数 据 质 量 元 素 描 述 数 据 集 符 合 产 品 规 范 要 求 的 程 度 : a) 完 整 性 : 要 素 要 素 属 性 和 要 素 关 系 的 存 在 和 缺 失 ; b) 逻 辑 一 致 性 : 关 于 数 据 结 构 属 性 及 关 系 与 逻 辑 规 则 的 符 合 程 度, 数 据 结 构 可 以 是 概 念 逻 辑 或 物 理 结 构 ; c) 位 置 精 度 : 要 素 位 置 的 准 确 度 ; d) 时 间 精 度 : 要 素 的 时 间 属 性 和 时 间 关 系 的 准 确 度 ; e) 专 题 精 度 : 量 化 属 性 的 准 确 性, 非 量 化 属 性 的 正 确 性 要 素 分 类 及 其 关 系 的 正 确 性 允 许 创 建 另 外 的 数 据 质 量 元 素 以 描 述 该 国 际 标 准 未 列 出 的 数 据 集 量 化 质 量 部 分 52

53 图 17 数 据 质 量 信 息 概 览 必 要 时, 用 下 列 数 据 质 量 概 述 元 素 说 明 数 据 集 的 非 量 化 质 量 : a) 目 的 ; b) 使 用 情 况 ; c) 数 据 志 53

54 ISO 19114:2003 地 理 信 息 质 量 评 价 过 程 该 国 际 标 准 提 供 了 一 个 确 定 和 评 价 数 字 地 理 数 据 集 质 量 的 过 程 框 架, 并 与 ISO 定 义 的 数 据 质 量 原 则 保 持 一 致 该 国 际 标 准 建 立 了 评 价 和 报 告 数 据 质 量 结 果 的 框 架, 此 框 架 也 可 以 作 为 数 据 质 量 元 数 据 的 一 部 分 或 作 为 质 量 评 价 报 告 为 评 价 数 据 集 质 量, 必 须 按 照 一 致 的 方 式 明 确 定 义 评 价 过 程 这 样, 数 据 生 产 者 能 够 说 明 其 产 品 满 足 产 品 规 范 要 求 的 程 度 ; 数 据 用 户 也 能 够 确 定 数 据 集 满 足 其 应 用 需 求 的 程 度 数 据 集 质 量 通 过 量 化 与 非 量 化 两 部 分 描 述 该 国 际 标 准 的 目 的 是 按 照 ISO 定 义 的 质 量 原 则 为 地 理 数 据 量 化 质 量 信 息 的 评 价 过 程 提 供 指 南 它 也 为 报 告 质 量 信 息 提 供 了 指 南 该 国 际 标 准 认 为, 数 据 生 产 者 与 数 据 用 户 可 能 从 不 同 角 度 考 虑 数 据 质 量 可 以 按 照 数 据 生 产 者 的 产 品 规 范 或 数 据 使 用 者 的 数 据 质 量 要 求 设 置 一 致 的 质 量 标 准 如 果 数 据 使 用 者 要 求 的 数 据 质 量 信 息 比 数 据 生 产 者 提 供 的 多, 使 用 者 可 以 根 据 生 产 者 的 数 据 质 量 评 价 流 程 获 得 补 充 信 息 这 种 情 况 下, 数 据 使 用 者 的 要 求 将 作 为 产 品 规 范, 应 用 于 数 据 生 产 者 的 生 产 流 程 当 与 ISO 一 同 使 用 时, 该 国 际 标 准 阐 述 的 质 量 评 价 过 程 提 供 了 确 定 和 报 告 数 据 集 中 数 据 质 量 信 息 的 一 致 和 标 准 的 方 式 数 据 质 量 评 价 过 程 ( 图 18) 是 从 生 产 到 报 告 数 据 质 量 结 果 的 一 系 列 步 骤 质 量 评 价 过 程 包 括 数 据 集 生 产 者 和 使 用 者 按 照 数 据 质 量 评 价 步 骤 对 特 定 相 关 数 据 集 进 行 的 一 系 列 操 作 数 据 质 量 评 价 过 程 是 通 过 应 用 一 个 或 多 个 数 据 质 量 评 价 方 法 实 现 的 数 据 质 量 评 价 方 法 主 要 分 为 两 类 : 直 接 评 价 法 和 间 接 评 价 法 直 接 评 价 法 通 过 将 数 据 与 内 部 和 / 或 外 部 参 照 信 息 的 对 比 确 定 数 据 质 量 间 接 评 价 法 利 用 数 据 信 息 ( 如 数 据 志 ) 推 断 或 估 计 数 据 质 量 按 照 ISO 的 相 关 模 型 和 数 据 字 典 规 定, 将 量 化 的 质 量 结 果 报 告 列 为 元 数 据 在 下 列 两 种 情 况 下, 应 提 交 质 量 评 价 报 告 : a) 当 元 数 据 中 的 数 据 质 量 结 果 报 告 仅 为 合 格 / 不 合 格 时 ; b) 当 质 量 结 果 为 综 合 数 据 质 量 结 果 时 在 后 一 种 情 况 下, 要 求 在 质 量 报 告 中 说 明 如 何 进 行 综 合 和 解 释 综 合 质 量 结 果 的 含 义 当 然, 在 其 他 情 况 下 也 可 编 写 质 量 评 价 报 告 ( 如 提 供 比 元 数 据 质 量 报 告 更 详 细 的 信 息 ), 但 不 能 用 质 量 评 价 报 告 代 替 元 数 据 中 的 质 量 报 告 54

55 图 18 数 据 质 量 结 果 的 评 价 与 报 告 55

56 ISO 19115:2003 地 理 信 息 元 数 据 该 国 际 标 准 的 目 的 是 提 供 描 述 数 字 地 理 数 据 的 结 构 该 国 际 标 准 定 义 了 元 数 据 元 素, 提 供 了 一 个 元 数 据 模 式, 建 立 了 一 组 通 用 的 元 数 据 术 语 定 义 和 扩 展 规 程 该 国 际 标 准 定 义 了 描 述 地 理 信 息 及 服 务 所 需 要 的 模 式, 提 供 了 有 关 数 字 地 理 数 据 的 标 识 范 围 质 量 空 间 以 及 时 间 模 式 空 间 参 照 和 分 发 信 息 该 国 际 标 准 定 义 了 : a) 必 选 的 和 条 件 可 选 的 元 数 据 子 集 元 数 据 实 体 和 元 数 据 元 素 ; b) 服 务 于 各 类 元 数 据 应 用 要 求 的 最 小 元 数 据 集 ( 数 据 发 现 定 义 数 据 适 用 程 度 数 据 访 问 数 据 传 输 和 数 字 数 据 的 利 用 ); c) 可 选 的 元 数 据 元 素 允 许 在 需 要 时 对 地 理 数 据 进 行 更 多 的 标 准 描 述 ; d) 为 满 足 特 殊 需 要 对 元 数 据 进 行 扩 展 的 方 法 元 数 据 适 用 于 独 立 数 据 集 数 据 集 聚 合 单 一 地 理 要 素 和 各 种 组 合 要 素 对 象 类 对 于 地 理 数 据 集, 必 须 提 供 元 数 据 ; 对 于 数 据 集 聚 合 要 素 和 要 素 属 性, 可 以 选 择 性 地 提 供 元 数 据 元 数 据 由 包 含 一 个 或 多 个 元 数 据 实 体 (UML 类 ) 的 一 个 或 多 个 元 数 据 子 集 (UML 包 ) 组 成 该 国 际 标 准 中, 地 理 数 据 的 元 数 据 用 UML 包 表 示 每 个 UML 包 有 一 个 或 多 个 实 体 (UML 类 ), 实 体 可 以 是 特 化 的 ( 子 类 的 ) 或 泛 化 的 ( 超 类 的 ) 实 体 包 含 标 识 离 散 元 数 据 单 元 的 元 素 (UML 类 属 性 ) 实 体 可 与 一 个 或 多 个 其 他 实 体 关 联 实 体 可 以 根 据 需 要 聚 合 或 重 复 聚 合, 以 满 足 :(1) 该 国 际 标 准 声 明 的 必 选 要 求 ;(2) 用 户 的 其 他 要 求 图 19 表 示 包 的 结 构 附 录 A 和 附 录 B 分 别 通 过 每 个 包 的 UML 模 型 图 和 数 据 字 典 完 整 地 描 述 了 元 数 据 该 国 际 标 准 定 义 了 一 个 扩 展 的 元 数 据 元 素 集 ; 通 常 仅 用 全 部 元 素 中 的 一 个 子 集, 其 中 至 少 包 括 维 护 一 个 数 据 集 的 最 少 数 量 的 基 础 元 数 据 元 素 这 里 列 出 了 标 识 数 据 集 特 别 是 为 编 目 标 识 数 据 集 时 所 需 要 的 核 心 元 数 据 元 素 列 出 的 元 数 据 元 素 回 答 了 以 下 问 题 : 有 关 于 特 定 专 题 的 数 据 集 吗 ( 什 么 内 容 )? 具 体 位 置 ( 何 处 )? 具 体 日 期 或 时 段 ( 何 时 )? 以 及 了 解 更 多 情 况 或 订 购 数 据 集 的 联 系 方 ( 谁 )? 除 必 选 元 素 外, 采 用 推 荐 的 可 选 元 素 能 提 高 互 用 性, 使 用 户 无 歧 义 地 理 解 生 产 者 或 发 布 者 提 供 的 地 理 数 据 和 相 关 元 数 据 该 国 际 标 准 的 数 据 集 元 数 据 专 用 标 准 包 含 核 心 元 数 据 56

57 图 19 元 数 据 包 表 2 列 出 描 述 数 据 集 所 需 的 核 心 元 数 据 元 素 ( 必 选 和 推 荐 可 选 ) M 标 示 为 必 选 元 素, O 标 示 为 可 选 元 素, C 标 示 为 在 特 定 条 件 下 的 必 选 元 素 57

58 表 2 地 理 数 据 集 的 核 心 元 数 据 Dataset title (M) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.citation > CI_Citation.title) Dataset reference date (M) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.citation > CI_Citation.date) Dataset responsible party (O) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.pointOfContact > CI_ResponsibleParty) Geographic location of the dataset (by four coordinates or by geographic identifier) (C) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.extent > EX_Extent > EX_GeographicExtent > EX_GeographicBoundingBox or EX_GeographicDescription ) Dataset language (M) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.language) Dataset character set (C) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.characterSet) Dataset topic category (M) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.topicCategory) Spatial resolution of the dataset (O) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.spatialResolution > MD_Resolution.equivalentScale or MD_Resolution.distance) Abstract describing the dataset (M) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.abstract) Distribution format (O) (MD_Metadata > MD_Distribution > MD_Format.name and MD_Format.version) Additional extent information for the dataset (vertical and temporal) (O) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.extent > EX_Extent > EX_TemporalExtent or EX_VerticalExtent) Spatial representation type (O) (MD_Metadata > MD_DataIdentification.spatialRepresentationType) Reference system (O) (MD_Metadata > MD_ReferenceSystem) Lineage (O) (MD_Metadata > DQ_DataQuality.lineage > LI_Lineage) On-line resource (O) (MD_Metadata > MD_Distribution > MD_DigitalTransferOption.onLine > CI_OnlineResource) Metadata file identifier (O) (MD_Metadata.fileIdentifier) Metadata standard name (O) (MD_Metadata.metadataStandardName) Metadata standard version (O) (MD_Metadata.metadataStandardVersion) Metadata language (C) (MD_Metadata.language) Metadata character set (C) (MD_Metadata.characterSet) Metadata point of contact (M) (MD_Metadata.contact > CI_ResponsibleParty) Metadata date stamp (M) (MD_Metadata.dateStamp) 58

59 ISO 19131:2007 地 理 信 息 数 据 产 品 规 范 该 国 际 标 准 在 ISO 系 列 标 准 概 念 的 基 础 上, 描 述 了 对 地 理 数 据 产 品 规 范 的 要 求, 说 明 了 数 据 产 品 规 范 的 内 容 和 结 构 该 国 际 标 准 为 编 制 数 据 产 品 规 范 提 供 帮 助, 使 其 易 于 理 解 并 达 到 预 期 目 的 数 据 产 品 规 范 是 对 数 据 集 或 数 据 集 系 列 及 附 加 信 息 的 详 细 说 明, 适 用 于 数 据 集 或 数 据 集 系 列 的 生 产 提 供 和 另 一 方 使 用 它 精 确 地 从 技 术 上 说 明 了 数 据 产 品 达 到 或 可 能 达 到 的 技 术 要 求, 它 是 数 据 生 产 和 获 取 的 基 础, 还 可 帮 助 潜 在 的 用 户 评 估 数 据 产 品, 以 确 定 是 否 满 足 其 需 求 数 据 产 品 规 范 中 的 信 息 可 用 于 生 成 与 数 据 产 品 规 范 一 致 的 特 定 数 据 集 的 元 数 据, 但 数 据 产 品 规 范 中 的 信 息 与 元 数 据 的 内 容 不 同 元 数 据 说 明 了 某 个 特 定 数 据 集 的 实 际 状 态, 而 数 据 产 品 规 范 仅 定 义 了 数 据 集 应 达 到 的 状 态 由 于 种 种 原 因, 在 实 施 中 可 能 需 要 折 衷 处 理 与 产 品 数 据 集 关 联 的 元 数 据 应 反 映 产 品 数 据 集 的 实 际 状 况 在 附 录 B 中 更 完 整 地 描 述 了 数 据 产 品 规 范 和 元 数 据 的 关 系 数 据 产 品 规 范 可 能 由 不 同 的 当 事 方 为 了 不 同 的 目 的 在 不 同 的 场 合 下 创 建 和 使 用 例 如, 规 范 可 用 于 最 初 数 据 获 取 以 及 从 现 有 数 据 派 生 产 品 的 过 程 生 产 者 可 制 定 数 据 产 品 规 范 来 规 范 其 的 产 品, 用 户 也 可 用 其 陈 述 自 己 的 要 求 数 据 产 品 规 范 只 需 规 范 最 终 数 据 产 品, 而 不 必 规 定 产 品 生 产 过 程, 不 过 如 果 认 为 数 据 产 品 需 要, 也 可 包 含 生 产 和 维 护 方 面 的 内 容 数 据 产 品 规 范 主 要 涵 盖 数 据 产 品 的 以 下 方 面 : a) 概 述 第 7 章 ; b) 范 围 第 8 章 ; c) 数 据 产 品 标 识 第 9 章 ; d) 数 据 内 容 和 结 构 第 10 章 ; e) 参 照 系 第 11 章 ; f) 数 据 质 量 第 12 章 ; g) 元 数 据 第 18 章 数 据 产 品 规 范 还 可 包 含 数 据 产 品 的 以 下 内 容 : a) 数 据 获 取 第 13 章 ; b) 数 据 维 护 第 14 章 ; 59

60 c) 图 示 表 达 第 15 章 ; d) 其 他 信 息 第 17 章 对 数 据 产 品 的 最 简 略 说 明 应 包 含 各 章 中 的 必 选 元 素 60

61 ISO 19135:2005 地 理 信 息 项 目 注 册 规 程 该 国 际 标 准 规 定 了 建 立 维 护 和 发 布 注 册 簿 时 应 遵 循 的 程 序, 注 册 簿 中 包 括 赋 予 地 理 信 息 注 册 项 的 唯 一 的 无 歧 义 并 且 固 定 的 标 识 符 及 其 含 义 为 了 达 到 这 一 目 的, 该 国 际 标 准 规 定 了 提 供 注 册 项 的 标 识 与 含 义, 以 及 管 理 这 些 注 册 项 的 必 要 信 息 元 素 ISO/IEC JTC 1 将 注 册 定 义 为 : 将 一 个 无 歧 义 的 名 称 指 定 给 某 一 对 象, 有 关 方 均 可 使 用 这 一 指 定 可 注 册 的 地 理 信 息 项 目 是 诸 如 ISO/TC 211 制 定 的 技 术 标 准 中 规 定 的 对 象 类 的 成 员 在 该 国 际 标 准 中, 修 改 了 注 册 的 定 义, 对 地 理 信 息 项 目 的 注 册 是 对 其 赋 予 独 立 于 语 言 的 标 识 符 而 非 名 称 该 国 际 标 准 规 定 了 注 册 簿 的 所 有 者 管 理 者 提 交 机 构 以 及 决 定 注 册 簿 内 容 的 控 制 方 的 角 色 和 职 责 ; 规 定 了 注 册 新 项 和 修 改 已 注 册 项 的 程 序 ; 规 定 了 注 册 簿 内 容 的 结 构 ( 图 20), 以 及 描 述 每 一 个 注 册 项 所 需 的 最 小 元 素 集 ( 图 21) 图 20 RE_Register 61

62 图 21 RE_RegisterItem 62

63 ISO/TS 19127:2005 地 理 信 息 大 地 测 量 代 码 与 参 数 该 技 术 规 范 规 定 了 大 地 测 代 码 和 参 数 注 册 簿 的 总 则 和 维 护 规 则, 依 照 ISO 和 ISO 确 定 了 注 册 簿 需 要 的 数 据 元 素 通 过 注 册 簿 自 身 对 注 册 簿 的 使 用 合 法 性 历 史 数 据 的 适 用 性 注 册 簿 的 完 备 性 以 及 维 护 机 制 提 出 了 建 议 ISO 大 地 测 量 注 册 网 络 定 义 如 下 : a) 大 地 测 量 注 册 簿 的 ISO 注 册 簿 该 主 注 册 簿 包 含 了 一 组 b) 和 c) 说 明 的 描 述 子 注 册 簿 的 项 目 ; b) 大 地 测 量 代 码 与 参 数 的 ISO 注 册 簿 该 子 注 册 簿 包 括 已 广 泛 应 用 于 国 际 地 理 信 息 领 域 并 被 准 确 定 义 的, 符 合 ISO 的 标 参 照 系 和 坐 标 转 换 资 料 对 ISO 注 册 簿 条 目 的 要 求, 参 见 表 B.1 B.2 和 B.3; c) 大 地 测 量 代 码 与 参 数 的 外 部 子 注 册 簿 这 些 子 注 册 簿 包 括 符 合 ISO 标 准 的 坐 标 参 照 系 和 坐 标 变 换 数 据 大 地 测 量 代 码 与 参 数 外 部 子 注 册 簿 条 目 的 要 求, 参 见 表 B.1 B.2 和 B.3 图 22 说 明 了 ISO 大 地 测 量 注 册 网 络 说 明 : a) 大 地 测 量 注 册 簿 的 ISO 注 册 簿 ; b) 大 地 测 量 代 码 与 参 数 的 ISO 注 册 簿 ; c) ISO 批 准 的 符 合 ISO 和 ISO 的 外 部 注 册 簿 图 22 ISO 大 地 测 量 注 册 网 络 包 括 信 息 提 交 的 地 理 信 息 数 据 项 注 册 簿 的 管 理 规 则, 见 ISO 另 有 管 理 大 地 测 量 代 码 与 参 数 注 册 簿 的 附 加 规 则 注 册 簿 管 理 员 接 受 提 交 机 构 注 册 信 息 的 最 低 要 求 是 符 合 该 技 术 规 范 第 7 章 规 定 要 求 的 坐 标 参 照 系 或 坐 标 变 换 的 完 整 资 料 注 册 簿 63

64 管 理 员 也 接 受 符 合 ISO 标 准 和 该 技 术 规 范 第 7 章 要 求 的 复 合 坐 标 参 考 系 单 项 坐 标 操 作 和 连 续 坐 标 操 作 有 关 坐 标 参 照 系 和 坐 标 变 换 资 料 的 更 高 层 次 的 记 录 依 赖 于 基 准 坐 标 系 和 坐 标 操 作 参 数 等 实 体 的 记 录 注 册 管 理 员 为 基 准 坐 标 系 和 坐 标 操 作 参 数 等 实 体 记 录 分 配 各 自 独 立 的 注 册 标 识 符, 这 样 为 数 众 多 的 更 高 层 次 的 记 录 可 以 指 向 实 体 遵 循 ISO 的 规 定, 当 修 改 诸 如 基 准 坐 标 系 和 坐 标 操 作 参 数 实 体 的 记 录 时, 依 赖 的 实 体 记 录 也 作 相 应 修 改 大 地 测 量 代 码 与 参 数 注 册 中 的 数 据 至 少 应 符 合 ISO 的 要 求 大 地 测 量 代 码 与 参 数 注 册 内 容 的 其 他 规 定 如 下 : a) 符 合 ISO 的 坐 标 参 照 系 的 范 围 坐 标 操 作 及 其 元 素 信 息 是 注 册 簿 中 接 受 的 必 选 信 息 一 些 坐 标 参 照 系 在 其 有 效 区 域 内 具 有 法 律 地 位, 这 种 状 态 信 息 包 括 在 范 围 信 息 中 ; b) 有 效 区 域 信 息 是 注 册 簿 中 接 受 的 必 选 信 息 ; c) 如 果 提 交 机 构 采 用 地 理 标 识 符 ( 如 ISO 中 规 定 ) 描 述 有 效 区 域, 应 提 供 引 用 来 源 ; d) 接 受 使 用 坐 标 参 照 系 的 地 理 区 域 应 与 接 受 使 用 基 准 的 地 理 区 域 保 持 逻 辑 一 致, 如 果 用 了 投 影 的 话, 也 应 与 接 受 使 用 地 图 投 影 的 地 理 区 域 保 持 逻 辑 一 致 ; e) 坐 标 操 作 有 效 区 域 的 描 述 应 与 原 坐 标 参 照 系 的 有 效 区 域 和 目 标 坐 标 参 照 系 的 有 效 区 域 的 描 述 保 持 逻 辑 一 致 ; f) 基 准 类 型 信 息 是 注 册 验 证 的 必 选 信 息 根 据 ISO 的 要 求 以 及 第 7 章 的 规 定,ISO 大 地 测 量 注 册 网 络 中 的 子 注 册 簿 内 容 要 求 在 表 B.1 B.2 和 B.3 給 出, 维 护 机 制 在 ISO 中 说 明 64

65 ISO/ TS 19138:2006 地 理 信 息 数 据 质 量 度 量 该 技 术 规 范 定 义 了 一 组 数 据 质 量 度 量 当 按 照 ISO 标 识 的 数 据 质 量 子 元 素 报 告 数 据 质 量 时, 可 使 用 这 些 度 量 对 每 个 数 据 质 量 子 元 素 都 定 义 了 多 种 度 量, 可 根 据 数 据 类 型 及 预 期 目 的 选 择 使 用 对 数 据 质 量 度 量 进 行 了 结 构 化, 以 便 对 按 照 ISO 建 立 的 注 册 簿 中 的 数 据 质 量 度 量 进 行 维 护 ISO 描 述 了 数 据 质 量 元 素 及 相 应 的 数 据 质 量 子 元 素, 还 指 定 了 一 套 数 据 质 量 子 元 素 的 描 述 符, 其 中 一 种 描 述 符 就 是 数 据 质 量 度 量 图 23 定 义 了 数 据 质 量 度 量 的 组 成 部 分 图 23 数 据 质 量 度 量 附 录 D 给 出 了 描 述 数 据 完 整 性 逻 辑 一 致 性 位 置 准 确 性 时 间 准 确 性 以 及 专 题 准 确 性 的 常 用 数 据 质 量 度 量 及 其 所 有 需 要 的 组 成 部 分 的 列 表 65

66 地 理 信 息 服 务 标 准 本 组 标 准 建 立 在 ISO 的 架 构 参 考 模 型 上, 用 于 规 范 地 理 信 息 服 务 ISO 扩 展 了 此 架 构 参 考 模 型, 为 规 范 各 个 地 理 信 息 服 务 提 供 了 框 架 ISO 规 定 了 位 置 提 供 设 备 与 使 用 设 备 间 的 接 口 ISO 提 供 了 确 定 符 号 并 将 其 映 射 到 应 用 模 式 的 模 式 ISO 描 述 了 访 问 简 单 几 何 要 素 信 息 的 通 用 架 构 ISO 规 定 了 实 现 ISO 的 结 构 化 查 询 语 言 ISO 规 定 了 一 组 接 口, 用 于 从 可 通 过 万 维 网 获 取 的 地 理 信 息 生 成 具 有 空 间 参 照 的 地 图 ISO 提 供 了 基 于 位 置 服 务 的 参 考 模 型 和 框 架 ISO 给 出 了 描 述 支 持 移 动 客 户 端 跟 踪 与 导 航 应 用 的 数 据 和 服 务 的 模 式 ISO 扩 展 了 ISO 以 支 持 移 动 客 户 端 通 过 两 种 或 两 种 以 上 的 交 通 模 式 到 达 目 的 地 66

67 ISO 19119:2005 地 理 信 息 服 务 该 国 际 标 准 定 义 了 地 理 信 息 服 务 体 系 结 构, 以 达 到 以 下 目 的 : a) 为 特 定 服 务 的 协 调 发 展 提 供 一 个 抽 象 框 架 ; b) 通 过 接 口 的 标 准 化, 可 以 实 现 可 互 操 作 的 数 据 服 务 ; c) 通 过 服 务 元 数 据 的 定 义, 支 持 服 务 目 录 的 开 发 ; d) 允 许 数 据 实 例 与 服 务 实 例 分 离 ; e) 某 提 供 者 的 服 务 可 以 使 用 另 一 提 供 者 的 数 据 ; f) 定 义 一 种 可 按 多 种 方 式 实 现 的 抽 象 框 架 该 国 际 标 准 扩 展 了 ISO 的 体 系 参 考 模 型, 为 地 理 信 息 服 务 定 义 了 一 个 扩 展 的 开 放 式 系 统 环 境 模 型 (EOSE) 该 国 际 标 准 规 定 了 定 义 服 务 的 方 法, 用 于 在 ISO19100 系 列 标 准 中 定 义 服 务 图 24 给 出 了 各 类 服 务 规 范 之 间 的 关 系 SV_ServiceSpecification 定 义 了 无 参 照 规 范 类 型 或 其 实 现 的 服 务 ;SV_PlatformNeutralServiceSpecification 提 供 了 特 定 服 务 类 型 的 抽 象 定 义, 但 不 规 定 该 服 务 的 实 现 ;SV_PlatformSpecificServiceSpecification 定 义 了 特 定 服 务 类 型 的 实 现 在 一 个 简 单 的 平 台 无 关 规 范 中, 可 能 存 在 多 个 平 台 相 关 规 范 SV_ 服 务 是 一 个 服 务 的 实 现 该 国 际 标 准 中, 特 别 是 在 第 10 章 中 详 述 了 这 些 规 范 的 要 求 第 7 章 从 计 算 视 角 描 述 了 以 下 内 容 : a) 定 义 了 服 务 接 口 和 操 作 的 概 念 以 及 这 些 概 念 之 间 的 关 系 ; b) 提 供 了 一 种 通 过 n 层 体 系 结 构 实 现 服 务 的 物 理 分 布 的 方 法 ; c) 定 义 了 一 个 组 合 相 关 系 列 服 务 的 模 型 以 完 成 更 大 型 的 任 务, 如 服 务 链 ; d) 定 义 了 服 务 元 数 据 模 型, 并 通 过 服 务 目 录 支 持 服 务 发 现 67

68 图 24 抽 象 服 务 规 范 与 实 现 服 务 规 范 与 ISO 一 致,8.3 条 定 义 了 六 类 信 息 技 术 服 务, 用 于 对 地 理 信 息 服 务 的 分 类 a) 人 机 交 互 服 务 : 管 理 用 户 界 面 图 形 多 媒 体 的 服 务 以 及 表 示 复 合 文 档 的 服 务 ; b) 模 型 / 信 息 管 理 服 务 : 管 理 元 数 据 概 念 模 式 和 数 据 集 的 开 发 处 理 和 存 贮 的 服 务 ; 68

69 c) 工 作 流 / 任 务 服 务 : 支 持 特 定 任 务 或 由 人 控 制 与 工 作 相 关 的 活 动 的 服 务 这 些 服 务 支 持 由 不 同 人 员 控 制 并 通 过 一 系 列 活 动 或 步 骤 进 行 的 资 源 利 用 和 产 品 开 发 ; d) 处 理 服 务 : 执 行 涉 及 大 量 数 据 的 大 规 模 计 算 的 服 务 例 如, 提 供 时 间 服 务, 拼 写 检 查 服 务, 坐 标 变 换 服 务 ( 例 如 将 一 种 参 照 系 下 的 坐 标 集 转 换 为 另 一 不 同 参 照 系 下 的 坐 标 集 ) 处 理 服 务 不 包 括 提 供 持 久 存 贮 数 据 或 网 络 上 传 输 数 据 的 能 力 ; e) 通 讯 服 务 : 跨 通 讯 网 络 的 数 据 编 码 和 转 换 服 务 ; f) 系 统 管 理 服 务 : 管 理 系 统 组 件 应 用 和 网 络 的 服 务 该 服 务 还 包 括 用 户 帐 号 和 用 户 访 问 权 限 的 管 理 并 不 是 每 项 信 息 技 术 服 务 都 需 要 改 变 或 专 业 化 才 能 用 于 处 理 地 理 信 息 ISO 区 分 了 地 理 信 息 服 务 与 IT 服 务 之 所 以 要 强 调 这 种 区 别, 是 因 为 认 同 和 使 用 现 有 的 通 用 IT 服 务 非 常 重 要 69

70 ISO 19116:2004 地 理 信 息 定 位 服 务 该 国 际 标 准 规 定 了 位 置 提 供 设 备 和 使 用 设 备 之 间 通 信 接 口 的 数 据 结 构 和 内 容, 以 便 位 置 使 用 设 备 能 获 取 和 明 确 解 译 位 置 信 息, 并 确 定 其 是 否 满 足 使 用 要 求 定 位 服 务 采 用 多 种 定 位 技 术 为 各 种 类 似 应 用 提 供 位 置 及 相 关 信 息, 如 图 25 所 示 尽 管 这 些 技 术 在 许 多 方 面 各 有 不 同, 但 都 可 提 供 一 些 重 要 的 共 同 的 信 息 项 以 满 足 许 多 应 用 领 域 的 共 同 需 求 : 如 位 置 数 据 观 测 时 间 及 其 准 确 度 等 还 有 些 信 息 项 仅 适 用 于 专 门 技 术, 并 且 有 时 是 正 确 使 用 定 位 结 果 必 不 可 少 的 信 息, 如 信 号 强 度 几 何 因 子 和 原 始 观 测 值 因 此, 该 国 际 标 准 不 仅 包 括 适 用 于 各 种 定 位 服 务 的 一 般 数 据 元 素, 还 包 括 与 专 门 技 术 相 关 的 特 定 元 素 图 25 允 许 多 种 定 位 技 术 和 各 种 用 户 间 进 行 位 置 数 据 通 信 的 定 位 服 务 接 口 现 代 电 子 定 位 技 术 能 够 快 速 准 确 地 测 量 地 球 表 面 或 近 地 位 置 的 坐 标, 从 而 使 地 理 信 息 系 统 可 以 获 得 任 意 数 量 的 对 象 但 是, 这 些 定 位 技 术 既 没 有 表 示 位 置 信 息 的 通 用 结 构, 也 没 有 表 示 准 确 度 的 通 用 结 构 该 国 际 标 准 中 规 定 的 定 位 服 务 接 口 提 供 了 多 种 数 据 结 构 和 操 作, 这 样, 面 向 空 间 的 系 统 ( 如 GIS) 可 以 通 过 各 种 实 现 与 定 位 技 术 之 间 的 互 操 作 更 有 效 地 使 用 这 些 技 术 定 位 服 务 提 供 了 获 取 点 或 对 象 位 置 信 息 的 方 法 与 定 位 服 务 通 信 的 数 据 有 3 类 : a) 系 统 信 息 在 PS_System 类 中, 标 识 系 统 及 其 能 力 ; 70

71 b) 时 段 信 息 在 PS_Session 类 中, 标 识 系 统 操 作 的 时 段 ; c) 模 式 信 息 在 PS_ObservationMode 类 中, 标 识 每 种 操 作 模 式 使 用 的 配 置 定 位 观 测 ( 结 果 ) 和 任 何 相 关 的 质 量 信 息 对 服 务 的 访 问 是 通 过 一 个 接 口 进 行 的, 通 过 此 接 口 能 操 作 数 据 类 必 要 时 创 建 和 删 除 实 例 以 及 从 定 位 服 务 中 设 置 和 获 取 所 需 信 息 该 国 际 标 准 可 以 作 为 一 个 系 统 内 各 软 件 模 块 间 或 不 同 系 统 间 的 接 口 来 实 现 图 26 描 述 了 这 些 类 的 相 互 关 系, 第 7 章 给 出 了 类 的 详 细 描 述 系 统 信 息 (PS_System) 规 定 了 定 位 服 务 中 用 于 观 测 的 定 位 设 备 的 标 识 和 特 性, 以 便 为 进 行 操 作 和 获 取 历 史 元 数 据 提 供 必 要 而 详 细 的 信 息 图 26 定 位 服 务 中 主 要 数 据 类 的 UML 描 述 观 测 模 式 信 息 (PS_ObservationMode) 包 括 了 所 有 配 置 和 设 置 参 数, 以 及 计 算 观 测 结 果 所 需 的 空 间 参 照 系 和 时 间 参 照 系 信 息 与 观 测 模 式 关 联 的 可 以 是 描 述 如 何 评 价 和 表 达 质 量 结 果 的 数 据 质 量 配 置 信 息, 这 些 信 息 保 存 在 PS_QualityMode 类 中 定 位 服 务 可 以 提 供 位 置 方 位 ( 姿 态 ) 移 动 和 旋 转 ( 角 动 ) 等 几 种 观 测 类 型 由 于 每 种 观 测 类 型 都 有 各 自 的 参 照 系, 所 以 为 各 观 测 类 型 创 建 了 单 独 的 PS_ObservationMode 类 实 例, 观 测 类 型 作 为 该 观 测 模 式 的 一 个 属 性 观 测 值 被 聚 合 到 各 观 测 模 式 中, 以 便 使 需 要 解 释 的 信 息 同 各 观 测 值 关 联 起 来 定 位 服 务 能 够 创 建 尽 可 能 多 的 模 式 实 例 以 满 足 各 种 观 测 值 类 型 和 参 照 系 的 需 要 大 量 的 观 测 结 果 可 以 归 属 到 各 自 的 观 测 模 式 中 观 测 值 被 聚 合 到 每 个 观 测 模 式 中, 以 便 使 需 要 解 释 的 信 息 同 每 个 观 测 值 关 联 71

72 聚 合 到 操 作 模 式 (PS_ObservationMode) 的 观 测 值 在 时 段 (PS_Session) 中 可 以 进 一 步 聚 合 在 土 地 测 量 或 GIS 应 用 中 记 录 定 位 观 测 值 时, 广 泛 采 用 观 测 时 段 的 概 念 时 段 把 观 测 值 与 系 统 信 息 时 段 属 性 和 全 部 操 作 模 式 联 系 起 来, 这 些 操 作 模 式 用 于 产 生 定 位 观 测 值 的 离 散 群 以 及 任 何 相 关 质 量 信 息 不 记 录 观 测 结 果 的 定 位 服 务, 例 如 某 些 导 航 系 统, 可 以 忽 略 PS_Session 类 的 实 现 当 定 位 服 务 产 生 大 量 观 测 值 时, 为 了 避 免 过 多 地 重 复 记 录 配 置 信 息, 应 将 定 位 结 果 信 息 同 配 置 信 息 分 开 存 储 同 样, 质 量 结 果 信 息 与 同 层 次 的 定 位 结 果 分 开 存 储, 以 便 在 评 价 过 程 相 同 的 许 多 同 类 型 的 质 量 报 告 中, 能 够 不 重 复 标 识 元 素 和 引 用 评 价 过 程 质 量 结 果 直 接 与 定 位 观 测 结 果 相 关 联, 并 保 留 在 DQ_DataQualityMeasure 类 的 子 类 PS_ObservationQuality 中 72

73 ISO 19117:2005 地 理 信 息 图 示 表 达 该 国 际 标 准 定 义 了 以 人 们 可 以 理 解 的 形 式 描 述 地 理 信 息 的 图 示 表 达 模 式, 包 括 描 述 符 号 的 方 法 以 及 将 其 映 射 到 应 用 模 式 的 方 法, 不 包 括 地 图 制 图 符 号 的 标 准 化 及 符 号 几 何 形 状 与 功 能 的 描 述 该 国 际 标 准 是 一 个 抽 象 标 准, 并 不 直 接 用 于 实 现 该 国 际 标 准 为 应 用 开 发 者 提 供 了 数 据 集 要 素 实 例 图 示 表 达 机 制 的 通 用 指 南 该 图 示 表 达 机 制 提 供 了 对 整 个 数 据 集 和 特 定 要 素 属 性 值 均 有 效 的 通 用 规 则 不 同 的 计 算 机 图 形 标 准 使 用 不 同 的 属 性 对 几 何 元 素 进 行 可 视 化, 例 如, 一 条 线 可 以 通 过 粗 度 宽 度 颜 色 点 缀 和 图 形 反 走 样 等 加 以 区 分 因 此, 在 该 国 际 标 准 中 包 括 了 声 明 图 示 表 达 规 范 包 含 图 示 表 达 属 性 的 机 制 在 某 些 情 况 下, 整 个 要 素 类 必 须 以 特 定 的 方 式 ( 如 航 海 图 中 的 符 号 ) 引 用 和 表 达 如 果 存 在 几 个 符 号 标 准, 而 没 有 图 示 表 达 标 准, 在 应 用 中 将 不 得 不 为 每 个 标 准 都 建 立 一 个 单 独 的 接 口 依 照 该 国 际 标 准, 所 有 其 支 持 的 符 号 标 准 都 能 以 统 一 的 方 式 进 行 处 理 该 国 际 标 准 定 义 了 一 个 以 要 素 为 中 心 的 基 于 规 则 的 图 示 表 达 机 制 要 素 实 例 的 图 示 表 达 基 于 规 则 进 行 的, 即 利 用 其 几 何 和 属 性 信 息 进 行 图 示 表 达 要 素 实 例 属 性 和 基 本 空 间 几 何 图 形 之 间 的 关 系, 依 据 ISO 在 应 用 模 式 中 说 明 在 表 达 地 理 数 据 集 时 需 要 图 示 表 达 信 息 图 示 表 达 信 息 被 处 理 为 按 特 定 图 示 表 达 规 则 ( 见 第 8 章 ) 使 用 的 图 示 表 达 规 范 这 种 图 示 表 达 机 制 可 以 实 现 在 不 改 变 数 据 集 自 身 的 情 况 下 用 不 同 方 式 表 达 相 同 数 据 集 图 示 表 达 规 范 和 图 示 表 达 规 则 都 不 是 数 据 集 的 组 成 部 分 图 示 表 达 规 则 存 储 在 图 示 表 达 目 录 中 图 示 表 达 规 范 与 数 据 集 分 开 存 储, 并 被 图 示 表 达 规 则 引 用 图 示 表 达 规 则 是 针 对 所 表 示 的 要 素 类 或 要 素 实 例 定 义 的 图 示 表 达 规 范 可 以 存 储 在 外 部, 并 通 过 统 一 的 引 用 标 准 ( 如 基 于 网 络 的 URL) 引 用 图 示 表 达 信 息 可 以 通 过 两 种 方 式 说 明 : 一 种 是 随 数 据 集 一 起 提 供 图 示 表 达 目 录 和 图 示 表 达 规 范 ; 另 一 种 是 从 元 数 据 中 引 用 已 有 的 图 示 表 达 目 录 和 图 示 表 达 规 范 另 外, 用 户 可 以 调 用 自 定 义 的 图 示 表 达 目 录 和 图 示 表 达 规 范 根 据 数 据 集 中 要 素 实 例 的 属 性 确 定 需 要 使 用 的 图 示 表 达 目 录 中 的 图 示 表 达 规 则 将 图 示 表 达 规 则 设 为 返 回 值 为 真 或 假 的 查 询 语 句, 然 后 根 据 返 回 值 调 用 与 特 定 图 示 表 达 规 则 相 关 的 图 示 表 达 规 范 如 果 图 示 表 达 规 则 返 回 值 非 真, 则 采 用 缺 省 图 示 表 达 规 范 图 示 表 达 服 务 用 于 表 达 要 素 的 一 个 或 多 个 实 例 图 示 表 达 服 务 通 过 使 用 在 图 示 表 达 规 范 中 定 义 的 参 数 ( 见 8.4.2) 进 行 操 作 73

74 图 示 表 达 规 则 中 可 以 添 加 一 个 可 选 的 优 先 级 属 性 对 一 个 要 素 实 例, 如 果 不 止 一 个 图 示 表 达 规 则 的 返 回 值 为 真 时, 根 据 优 先 级 属 性 提 供 的 整 数 值 来 确 定 图 示 表 达 规 则 的 使 用 顺 序 要 优 先 采 用 具 有 高 优 先 级 的 图 示 表 达 规 则 如 果 两 个 返 回 值 为 真 的 图 示 表 达 规 则 具 有 相 同 的 优 先 级, 则 由 应 用 确 定 优 先 使 用 哪 个 规 则 如 果 使 用 优 先 级 属 性, 所 有 的 图 示 表 达 规 则 都 要 有 优 先 级 属 性 图 27 图 示 表 达 概 图 图 示 表 达 目 录 由 要 素 图 示 表 达 图 示 表 达 规 则 和 外 部 函 数 三 部 分 构 成, 如 图 27 为 得 到 不 同 的 产 品, 在 表 达 一 个 或 多 个 数 据 集 时, 可 能 有 几 个 图 示 表 达 目 录 同 时 存 在 图 示 表 达 目 录 与 一 个 或 多 个 图 示 表 达 规 范 相 关 联, 一 个 图 示 表 达 规 范 可 用 于 一 个 或 多 个 图 示 表 达 目 录 一 个 图 示 表 达 规 则 由 两 部 分 组 成 : 能 使 用 一 个 或 多 个 外 部 函 数 的 查 询 语 句 以 及 一 个 或 多 个 行 为 语 句 图 示 表 达 模 式 主 要 由 三 个 部 分 组 成 : a) 图 示 表 达 服 务, 定 义 了 图 示 表 达 操 作 ; b) 图 示 表 达 目 录 包, 为 应 用 模 式 中 的 要 素 类 定 义 了 图 示 表 达 规 则 ; c) 图 示 表 达 规 范 包, 定 义 了 图 示 表 达 服 务 中 需 要 的 基 本 参 数 74

75 ISO :2004 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 1 部 分 : 通 用 架 构 ISO 的 该 部 分 描 述 了 简 单 几 何 要 素 的 通 用 架 构 简 单 几 何 要 素 对 象 模 型 独 立 于 分 布 式 计 算 平 台, 采 用 UML 符 号 描 述 ISO 标 准 的 第 2 部 分 描 述 了 该 模 型 的 SQL 实 现 ISO 该 部 分 实 现 了 ISO 19107:2003 中 描 述 的 空 间 模 式 的 一 个 专 用 标 准 附 录 A 提 供 了 ISO 该 部 分 中 的 模 式 与 ISO 19107: 2003 中 描 述 的 模 式 之 间 的 详 细 对 应 关 系 Point Curve Surface 和 GeometryCollection 这 些 基 本 的 几 何 类 都 有 子 类 每 个 几 何 对 象 都 与 一 个 定 义 几 何 对 象 的 坐 标 空 间 的 空 间 参 照 系 相 关 扩 展 的 几 何 模 型 有 专 门 的 名 为 MultiPoint,MultiLineString 和 MultiPolygon 的 0 维,1 维 和 2 维 集 合 类, 分 别 为 相 应 的 Points, LineStrings 和 Polygons 集 合 的 几 何 对 象 建 模 引 入 了 抽 象 超 类 MultiCurve 和 MultiSurface 以 概 括 处 理 曲 线 和 曲 面 集 合 的 接 口 对 每 种 几 何 类 的 属 性 方 法 和 说 明 的 描 述 见 图 28 图 28 几 何 类 的 层 次 结 构 关 系 运 算 符 是 布 尔 算 法, 用 于 测 试 两 个 几 何 对 象 之 间 是 否 存 在 特 定 的 拓 扑 空 间 关 系 比 较 两 个 几 何 对 象 的 基 本 方 法 是 对 两 个 几 何 对 象 的 内 部 边 界 及 外 部 进 行 逐 对 的 相 交 测 试, 并 且 基 于 相 交 矩 阵 中 的 各 数 据 项, 将 两 个 几 何 对 象 间 的 关 系 进 行 分 类 75

76 每 种 几 何 类 型 都 有 通 用 文 本 表 示 方 式, 可 以 用 于 构 建 类 型 的 新 实 例 以 及 将 当 前 实 例 转 换 为 便 于 字 母 数 字 显 示 的 文 本 格 式 空 间 参 照 系 的 通 用 文 本 表 示 方 式 为 空 间 参 照 系 信 息 提 供 了 标 准 的 文 本 表 示 方 法 几 何 的 通 用 二 进 制 表 示 (WKBGeometry) 提 供 了 种 以 连 续 的 字 节 流 表 示 几 何 对 象 的 可 移 植 表 示 法, 允 许 几 何 对 象 在 SQL/CLI 客 户 端 和 二 进 制 形 式 的 SQL 实 现 端 之 间 进 行 交 换 76

77 ISO :2004 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 2 部 分 :SQL 实 现 ISO 该 部 分 的 目 的 是 定 义 一 个 标 准 的 结 构 化 查 询 语 言 (SQL) 模 式 通 过 SQL 调 用 层 接 口 (SQL/CLI)(ISO/IEC :2003) 支 持 要 素 集 的 存 储 检 索 查 询 和 更 新 要 素 具 有 空 间 和 非 空 间 属 性 空 间 属 性 是 几 何 值, 简 单 要 素 是 基 于 节 点 间 线 性 插 值 的 2 维 几 何 图 形 该 部 分 依 赖 于 ISO 中 定 义 的 通 用 结 构 组 件 ISO 该 部 分 定 义 了 基 于 预 定 义 数 据 类 型 的 SQL 实 现 中 要 素 表 几 何 图 形 和 空 间 参 照 系 信 息 的 管 理 模 式 对 基 于 预 定 义 数 据 类 型 的 SQL 实 现 中 用 于 访 问 维 护 或 几 何 检 索 的 SQL 函 数 未 予 定 义 SQL 实 现 中 要 素 集 合 存 储 为 带 有 几 何 值 列 的 表, 表 中 每 个 要 素 为 一 行 要 素 的 非 空 间 属 性 映 射 为 列, 其 类 型 取 自 标 准 的 SQL 数 据 类 型 集 要 素 的 空 间 属 性 也 映 射 为 列, 其 SQL 数 据 类 型 源 于 SQL 的 附 加 几 何 数 据 类 型 的 基 本 概 念 以 行 表 示 要 素 的 表 称 为 要 素 表 该 表 包 含 一 个 或 多 个 几 何 值 的 列 SQL 实 现 的 两 种 要 素 表 模 式 是 基 于 预 定 义 数 据 类 型 的 实 现 和 带 几 何 类 型 的 SQL 实 现 在 基 于 预 定 义 数 据 类 型 的 实 现 中, 几 何 值 列 作 为 外 部 关 键 字 参 照 几 何 表 实 现 几 何 值 存 储 在 几 何 表 的 一 行 或 多 行 中, 该 表 可 用 标 准 SQL 的 数 值 型 或 SQL 二 进 制 类 型 实 现 ; 这 里 对 两 种 模 式 都 进 行 了 描 述 带 有 几 何 类 型 的 SQL 是 指 已 扩 展 了 几 何 类 型 集 的 SQL 实 现 在 该 环 境 下, 几 何 值 的 列 作 为 其 SQL 类 型, 取 自 该 几 何 类 型 集 的 列 实 现 一 个 SQL 实 现 的 类 型 系 统 扩 展 机 制 是 通 过 用 户 定 义 用 户 定 义 类 型 实 现 的 自 1997 年 中 期 以 来, 支 持 用 户 定 义 类 型 的 商 用 SQL 实 现 已 经 出 现 了 图 29 展 示 了 基 于 预 定 义 数 据 类 型 的 SQL 实 现 中 支 持 要 素 表 几 何 和 空 间 参 照 系 的 模 式 a) GEOMETRY_COLUMNS 表 描 述 可 用 的 要 素 表 及 其 几 何 属 性 ; b) SPATIAL_REF_SYS 表 描 述 几 何 坐 标 系 和 几 何 变 换 ; c) 要 素 表 存 储 要 素 集 合 要 素 表 的 列 表 示 要 素 属 性, 行 表 示 各 个 要 素 要 素 几 何 是 其 要 素 属 性 之 一, 而 逻 辑 上 的 几 何 数 据 类 型 几 何 列 作 为 几 何 表 的 外 部 关 键 字 实 现 ; d) 几 何 表 存 储 几 何 对 象 可 采 用 标 准 的 SQL 数 值 类 型 或 SQL 二 进 制 类 型 实 现 77

78 图 29 使 用 预 定 义 数 据 类 型 的 要 素 表 模 式 78

79 ISO 19128:2005 地 理 信 息 网 络 地 图 服 务 器 接 口 该 国 际 标 准 规 定 了 利 用 地 理 信 息 动 态 生 成 具 有 空 间 参 照 的 地 图 的 网 络 地 图 服 务 (WMS) 行 为 标 准 中 规 定 了 从 服 务 器 获 取 地 图 的 描 述 信 息 获 取 地 图 以 及 从 服 务 器 查 询 地 图 上 要 素 信 息 等 需 要 的 各 种 操 作 该 国 际 标 准 适 用 于 以 图 片 格 式 再 现 地 图, 不 适 用 于 获 取 实 际 要 素 数 据 或 者 数 据 覆 盖 的 数 值 该 国 际 标 准 将 通 过 地 理 信 息 图 示 表 达 的 地 图 定 义 为 适 于 计 算 机 屏 幕 显 示 的 数 字 图 像 文 件 地 图 并 不 是 数 据 本 身 WMS 产 生 的 地 图 一 般 是 PNG GIF 或 JPEG 等 图 片 格 式 的, 有 时 是 SVG(Scalable Vector Graphics) 或 WebCGM(Web Computer Graphics Metafile) 格 式 的 基 于 矢 量 的 图 形 元 素 该 国 际 标 准 定 义 了 三 种 操 作 : 一 种 是 返 回 服 务 级 元 数 据 ; 另 一 种 是 返 回 明 确 定 义 了 地 理 参 数 和 维 数 的 地 图 ; 可 选 的 第 三 种 操 作 是 返 回 显 示 在 地 图 上 的 某 些 特 定 要 素 的 信 息 使 用 标 准 的 网 络 浏 览 器 并 以 统 一 资 源 定 位 符 (URLs) 的 形 式 发 出 请 求, 可 以 调 用 网 络 地 图 服 务 的 操 作 URLs 的 内 容 取 决 于 被 请 求 的 操 作 特 别 是, 当 请 求 一 幅 地 图 时,URLs 指 出 地 图 上 要 显 示 的 信 息 制 图 覆 盖 的 范 围 所 需 的 空 间 参 照 系 以 及 输 出 图 像 的 宽 度 和 高 度 当 采 用 相 同 的 地 理 参 数 和 和 输 出 尺 寸 产 生 两 幅 或 多 幅 地 图 时, 其 结 果 可 以 准 确 地 叠 加 生 成 复 合 地 图 利 用 支 持 透 明 背 景 的 图 像 格 式 ( 如 GIF 或 PNG) 能 使 下 层 的 地 图 可 见 此 外, 一 幅 地 图 可 以 从 不 同 的 服 务 器 请 求 获 得 因 此, 网 络 地 图 服 务 能 够 支 持 构 建 一 个 分 布 式 地 图 服 务 器 网 络, 客 户 可 以 从 该 网 络 定 制 符 合 自 己 要 求 的 地 图 说 明 地 图 请 求 URLs 及 其 结 果 地 图 的 示 例 见 附 录 G 该 国 际 标 准 用 于 网 络 地 图 服 务 实 例 发 布 其 生 成 的 地 图, 而 不 是 访 问 具 体 的 数 据 基 本 网 络 地 图 服 务 将 地 理 信 息 资 源 分 为 图 层 并 提 供 有 限 的 预 定 义 样 式 显 示 图 层 该 国 际 标 准 仅 支 持 命 名 的 图 层 和 样 式, 不 包 括 用 户 自 定 义 要 素 数 据 符 号 化 的 机 制 注 : 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟 的 样 式 图 层 描 述 符 (SLD) 规 范 规 定 了 用 户 自 定 义 要 素 数 据 的 符 号 化 机 制, 而 不 是 命 名 图 层 和 样 式 简 单 地 说, 具 有 SLD 能 力 的 WMS 能 访 问 来 自 网 络 要 素 服 务 的 要 素 数 据, 并 利 用 用 户 提 供 的 明 确 样 式 信 息 生 成 地 图 WMS 定 义 了 三 种 操 作, 分 别 是 :GetCapabilities,GetMap 和 GetFeatureInfo 其 中, GetFeatureInfo 是 可 选 的 必 选 操 作 GetCapabilities 的 目 的 是 获 得 服 务 元 数 据, 该 数 据 以 机 读 ( 同 时 也 是 人 可 理 解 的 ) 方 式 说 明 服 务 器 信 息 内 容 以 及 可 接 受 的 请 求 参 数 值 当 调 用 WMS 时, 响 应 GetCapabilities 请 求 的 是 一 个 XML 文 档, 该 文 档 中 包 含 了 符 合 附 录 E.1 中 XML 模 式 格 式 的 服 务 元 数 据 这 个 模 式 规 定 了 服 务 元 数 据 中 必 选 和 可 选 的 内 容 及 其 格 式 要 求 79

80 GetMap 操 作 返 回 一 幅 地 图 当 接 收 到 一 个 GetMap 请 求 时,WMS 或 满 足 请 求 或 产 生 服 务 异 常 对 有 效 GetMap 请 求 的 响 应 是 一 张 地 图, 它 不 仅 具 有 符 合 指 定 样 式 的 空 间 参 照 信 息 图 层, 而 且 采 用 了 指 定 的 坐 标 参 照 系 外 接 矩 形 大 小 格 式 和 透 明 性 GetFeatureInfo 是 一 个 可 选 的 操 作, 它 仅 支 持 定 义 或 继 承 了 属 性 queryable 为 1 ( 真 ) 的 图 层 GetFeatureInfo 操 作 用 于 向 WMS 客 户 端 提 供 此 前 地 图 请 求 操 作 返 回 的 地 图 图 像 中 要 素 的 更 多 信 息 GetFeatureInfo 的 标 准 应 用 是 用 户 先 获 取 了 地 图 请 求 的 响 应 结 果, 然 后 选 择 结 果 地 图 上 的 某 一 点 (I, J) 来 查 询 其 更 多 的 信 息 这 个 基 本 操 作 可 以 使 用 户 指 定 所 要 查 询 的 像 元 要 查 询 的 图 层 以 及 返 回 信 息 的 格 式 80

81 ISO 19132:2007 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 参 考 模 型 该 国 际 标 准 定 义 了 基 于 位 置 服 务 (LBS) 的 参 考 模 型 和 概 念 框 架, 并 且 描 述 了 实 现 LBS 应 用 互 操 作 的 基 本 原 则 该 框 架 涉 及 或 包 含 了 本 体 论 分 类 法 设 计 模 式 和 用 UML 表 示 的 核 心 LBS 服 务 抽 象 规 范 该 国 际 标 准 进 一 步 说 明 了 此 概 念 框 架 与 其 他 框 架 地 理 信 息 应 用 和 服 务 以 及 与 客 户 端 应 用 之 间 的 关 系 该 国 际 标 准 讨 论 了 用 于 LBS 系 统 的, 在 开 放 式 分 布 处 理 参 考 模 型 (RM-ODP,ISO/IEC ) 中 定 义 的 前 三 个 基 本 视 角 该 国 际 标 准 中 : a) 定 义 了 LBS 的 概 念 框 架 和 应 用 类 型 ; b) 建 立 了 适 用 于 移 动 和 固 定 客 户 端 的 LBS 通 用 原 则 ; c) 规 定 了 漫 游 时 的 数 据 访 问 接 口 ; d) 定 义 了 与 其 它 ISO 地 理 信 息 标 准 在 架 构 上 的 关 系 ; e) 确 定 了 LBS 领 域 中 哪 些 方 面 需 要 进 一 步 制 定 标 准 参 考 模 型 是 由 一 系 列 包 含 系 统 架 构 和 策 略 两 方 面 内 容 的 决 策 组 成 的 概 念 性 框 架, 它 为 特 定 领 域 中 的 一 组 应 用 和 进 程 构 建 了 逻 辑 环 境 一 个 框 架 包 含 或 引 用 定 义 目 标 领 域 的 术 语 分 类 法 和 本 体, 还 可 包 含 或 引 用 用 于 相 关 应 用 和 设 计 范 例 的 其 它 框 架 LBS 框 架 可 以 与 地 理 信 息 服 务 框 架 相 关, 因 为 大 量 的 LBS 活 动 都 与 位 置 表 述 的 操 作 相 关, 位 置 信 息 的 使 用 也 是 其 他 地 理 信 息 服 务 的 关 键 框 架 模 型 存 在 于 各 种 抽 象 层 次 中, 每 一 层 都 是 更 详 细 模 型 的 泛 化, 同 时 又 是 更 抽 象 模 型 的 特 化 在 最 高 层, 仅 有 实 体 作 为 代 表 各 参 考 模 型 的 框 架 如 图 30 所 示 图 30 LBS 与 GIS 的 关 系 简 而 言 之, 上 述 两 个 框 架 是 相 互 联 系 的, 形 式 上 的 依 赖 比 功 能 上 的 依 赖 更 紧 密, 各 自 需 要 调 用 对 方 提 供 的 服 务 ( 功 能 ) 该 国 际 标 准 涉 及 了 图 30 所 示 的 信 道 间 的 通 讯 问 题, 通 过 81

82 创 建 基 于 位 置 服 务 框 架 的 参 考 模 型, 并 将 其 与 ISO 和 ISO 中 定 义 的 参 考 模 型 关 联 实 现 了 信 道 间 的 通 讯 LBS 服 务 和 GIS 服 务 的 区 别 在 于 LBS 服 务 通 常 有 更 大 的 粒 度 和 相 当 数 量 的 非 空 间 信 息 组 件, 因 此 一 定 能 够 实 现 与 地 理 数 据 框 架 和 包 含 非 空 间 数 据 的 通 用 信 息 框 架 的 交 互 这 些 非 空 间 数 据 如 邮 政 地 址 或 电 话 号 码, 可 以 不 用 传 统 的 地 理 信 息 系 统 方 式 建 立 空 间 联 系 另 一 个 区 别 是 LBS 服 务 必 须 具 备 比 GIS 框 架 更 有 效 的 传 输 机 制 LBS 的 客 户 端 可 能 包 括 采 用 多 种 网 络 类 型 并 具 有 多 种 功 能 的 移 动 设 备, 因 此 LBS 框 架 必 须 通 过 多 种 不 同 接 口 协 议 支 持 同 样 的 服 务, 对 每 一 类 客 户 端 需 求 和 功 能 都 要 定 制 一 个 接 口 尽 管 有 关 各 客 户 端 设 备 的 接 口 协 议 的 细 节 超 出 了 该 国 际 标 准 的 范 围, 但 是 它 的 确 通 过 为 本 领 域 的 应 用 定 义 一 套 可 扩 展 的 通 用 模 版, 表 示 了 所 有 LBS 客 户 端 类 的 共 同 语 义 企 业 规 范 描 述 了 环 境 施 加 于 系 统 的 需 求 和 目 标 (ISO/IEC ) 作 为 实 现 行 为 动 作 角 色 的 企 业 对 象 中 的 企 业 概 念, 用 于 描 述 上 述 系 统 概 念 中 内 在 的 多 方 服 务 组 合 位 置 服 务 中 的 利 益 相 关 方 分 别 是 用 户 服 务 代 理 商 和 服 务 提 供 商 对 于 应 用 和 辅 助 服 务 代 理 系 统, 该 规 范 通 过 应 用 ( 服 务 代 理 商 和 应 用 提 供 商 ) 识 别 消 费 对 象 ( 用 户 ) 和 管 理 用 户 对 象 对 于 辅 助 网 络 基 础 设 施, 服 务 提 供 商 对 象 管 理 所 绑 定 的 对 象 信 息 规 范 规 定 了 服 务 信 息 处 理 的 语 义 和 要 求 这 部 分 内 容 在 该 国 际 标 准 的 框 架 性 章 节 ( 第 8 章 和 第 9 章 ) 中 通 过 采 用 UML 模 式 定 义 进 行 了 规 定 由 于 各 系 统 参 与 方 的 视 角 不 同, 对 于 用 户 与 代 理 和 代 理 与 服 务 的 交 互, 某 些 情 况 下 可 能 需 要 独 特 的 模 式 与 企 业 规 范 及 信 息 规 范 一 致, 计 算 规 范 是 对 系 统 功 能 的 描 述 这 种 描 述 在 该 国 际 标 准 的 框 架 性 章 节 ( 第 8 章 和 第 9 章 ) 中 通 过 UML 操 作 定 义 予 以 实 现 每 种 情 况 都 分 别 详 细 说 明 了 信 息 规 范 中 的 对 象 与 计 算 规 范 中 的 对 象 之 间 的 对 应 关 系, 以 确 保 规 范 间 的 一 致 性 支 持 该 国 际 标 准 的 模 型 由 描 述 LBS 各 参 与 方 及 其 所 使 用 的 若 干 个 数 据 和 服 务 包 构 成, 包 结 构 详 见 图 31 82

83 图 31 UML 包 结 构 概 述 83

84 ISO 19133:2005 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 跟 踪 与 导 航 该 国 际 标 准 描 述 了 支 持 移 动 客 户 端 跟 踪 和 导 航 应 用 所 需 的 数 据 和 服 务, 有 关 网 络 服 务 的 内 容 见 附 录 C 该 国 际 标 准 还 描 述 了 实 现 跟 踪 与 导 航 服 务 的 数 据 类 型 及 相 关 操 作 该 国 际 标 准 用 于 规 定 无 线 设 备 可 以 通 过 驻 留 网 上 代 理 应 用 软 件 使 用 的 网 络 服 务, 但 不 局 限 于 该 环 境 该 国 际 标 准 的 第 6 章 和 第 7 章 采 用 统 一 建 模 语 言 (UML) 表 示 概 念 模 式, 以 描 述 跟 踪 与 导 航 的 信 息 和 服 务 第 8 章 进 一 步 说 明 了 三 种 服 务 类 型 中 地 址 等 同 于 位 置 使 用 的 通 用 模 式 第 9 章 描 述 了 与 这 些 服 务 相 对 应 的 网 络 数 据 该 国 际 标 准 仅 涉 及 外 部 的 可 见 接 口, 对 底 层 实 现 不 作 限 制, 除 非 在 实 际 情 况 中 为 满 足 接 口 规 范 需 要 限 制, 例 如 : a) 使 用 COM 或 CORBA 等 技 术 的 软 件 服 务 接 口 ; b) 使 用 SQL 等 技 术 的 数 据 库 接 口 ; c) 使 用 ISO 定 义 的 编 码 进 行 数 据 交 换 少 数 应 用 需 要 此 概 念 模 式 描 述 的 全 部 功 能 基 本 工 程 视 角 假 设 该 国 际 标 准 描 述 的 服 务 可 通 过 能 与 网 络 短 暂 连 通 的 移 动 设 备 在 网 络 上 获 得, 其 获 取 方 式 与 长 时 间 连 网 的 客 户 端 类 似 例 外 的 情 况 是 在 服 务 交 互 过 程 中, 移 动 客 户 端 会 一 次 或 多 次 地 更 新 或 请 求 更 新 其 地 理 位 置 信 息 该 国 际 标 准 中 接 口 和 数 据 的 定 义 与 平 台 无 关, 对 网 络 平 台 没 有 特 殊 要 求 为 此, 需 要 为 移 动 客 户 端 提 供 驻 留 网 络 的 持 续 运 行 的 代 理 服 务 应 用 程 序 这 种 代 理 服 务 器 是 服 务 和 移 动 客 户 端 之 间 消 息 和 嵌 入 数 据 流 的 设 备 转 换 器 移 动 客 户 端 与 网 上 代 理 服 务 器 之 间 的 接 口 是 ISO/TC 204 制 定 的 国 际 标 准 的 范 围, 不 属 于 该 国 际 标 准 的 范 围 这 种 概 念 架 构 见 图 32, 图 中 瘦 客 户 端 和 中 等 规 模 的 客 户 端 节 点 位 于 图 的 顶 部 网 络 上 的 其 他 节 点 是 移 动 客 户 端 通 过 代 理 服 务 应 用 程 序 和 设 备 转 换 器 获 得 可 持 续 的 互 联 网 在 线 服 务 该 国 际 标 准 定 义 的 服 务 在 图 中 作 了 标 注 图 中 的 其 他 服 务 作 为 示 例, 表 示 标 注 的 服 务 所 需 要 的 功 能 例 如, 地 名 辞 典 服 务 应 符 合 ISO

85 图 32 概 念 架 构 等 同 的 移 动 和 非 移 动 服 务 第 二 个 假 设 是 移 动 客 户 端 的 状 态 由 客 户 端 应 用 程 序 或 网 上 代 理 服 务 应 用 程 序 维 护 这 意 味 着 所 有 的 服 务 请 求 被 封 装 在 一 个 请 求 - 响 应 对 中 该 操 作 典 型 的 表 现 形 式 是 : <servicetype> :: <svroperation>(<servicerequest>): <serviceresponse> 因 此, 一 个 服 务 模 型 基 于 以 下 三 种 基 本 数 据 类 型 集 : a) 服 务 类 型 ( 列 出 服 务 操 作 表 ); b) 与 某 些 操 作 相 关 的 一 组 服 务 请 求 数 据 类 型 ; c) 与 某 些 操 作 相 关 的 一 组 服 务 响 应 数 据 类 型 数 据 类 型 包 含 了 一 组 核 心 的 必 选 组 件 和 一 组 影 响 操 作 语 义 和 结 果 的 可 选 组 件 例 如, 最 简 单 的 导 航 形 式 只 需 要 简 单 的 从 目 标 位 置 和 到 目 标 位 置, 但 可 以 通 过 发 送 不 同 成 本 函 数 的 可 选 说 明 进 行 修 改 85

86 ISO 19134:2007 地 理 信 息 基 于 位 置 服 务 多 模 式 路 径 规 划 与 导 航 该 国 际 标 准 提 供 了 一 种 概 念 模 式, 用 于 描 述 支 持 移 动 客 户 端 采 用 两 种 或 两 种 以 上 运 输 方 式, 到 达 目 标 位 置 的 路 径 规 划 与 导 航 应 用 所 需 的 数 据 和 服 务 该 国 际 标 准 说 明 了 关 于 支 持 固 定 路 线 或 固 定 时 刻 表 运 行 方 式 的 路 径 规 划 与 导 航 的 服 务 类 型 描 述 了 换 乘 数 据 类 型 的 以 及 描 述 了 固 定 路 线 和 / 或 固 定 时 刻 表 方 式 的 时 刻 表 信 息 和 路 线 信 息 的 数 据 类 型 该 国 际 标 准 在 ISO 19133:2005 的 基 础 上, 规 定 了 用 于 多 模 式 路 径 规 划 与 导 航 的 新 增 类 和 扩 展 类 与 ISO 19133:2005 相 同, 该 国 际 标 准 假 设 所 有 服 务 请 求 都 封 装 在 移 动 客 户 端 与 客 户 端 应 用 程 序, 或 与 其 互 联 网 上 代 理 应 用 程 序 之 间 的 一 对 请 求 / 响 应 中 因 此, 该 国 际 标 准 描 述 了 服 务 操 作 类 型 和 一 组 请 求 / 响 应 的 数 据 类 型, 它 们 与 多 模 式 路 径 规 划 和 导 航 所 需 的 某 些 操 作 相 关 路 径 规 划 与 导 航 的 多 模 式 LBS 模 型 由 ISO 19133:2005 的 包 和 5 个 叶 包 组 成 : 即 多 模 式 网 络 多 模 式 路 径 规 划 多 模 式 约 束 和 提 示 多 模 式 成 本 函 数 和 多 模 式 导 航 服 务 除 了 ISO 19133:2005 适 用 于 该 国 际 标 准 的 类 型 和 类, 这 5 个 叶 包 中 还 包 括 创 建 多 模 式 LBS 路 径 规 划 与 导 航 服 务 所 需 的 数 据 类 型 和 类 图 33 描 述 了 这 些 叶 包 之 间 以 及 与 ISO 包 之 间 的 依 赖 关 系 基 于 位 置 的 多 模 式 位 置 服 务 利 用 了 公 共 交 通 网 络 模 式, 这 种 模 式 按 照 固 定 的 和 / 或 灵 活 的 时 刻 表, 使 用 道 路 网 络 或 引 导 网 络 运 行 根 据 使 用 者 的 偏 好 和 / 或 成 本 函 数 决 定 理 想 的 出 行 方 式 和 计 算 旅 行 成 本 图 33 包 的 依 赖 关 系 86

87 地 理 信 息 编 码 标 准 正 如 ISO 架 构 参 考 模 型 指 出 的, 编 码 标 准 对 支 持 系 统 间 地 理 信 息 的 交 换 是 必 不 可 少 的 ISO 提 供 了 符 合 应 用 模 式 的 基 于 规 则 的 数 据 编 码 模 型 ISO 6709 规 定 了 点 位 的 坐 标 表 示 方 法 ISO 规 定 了 系 列 国 际 标 准 中 符 合 ISO 的 许 多 概 念 类 的 XML 编 码 ISO 定 义 了 一 个 符 合 ISO 的 地 理 元 数 据 XML(gmd) 编 码, 它 是 ISO 的 XML 模 式 实 现 87

88 ISO 19118:2005 地 理 信 息 编 码 该 国 际 标 准 规 定 了 : a) 基 于 UML 模 式 制 定 编 码 规 则 的 要 求 ; b) 创 建 编 码 服 务 的 要 求 ; c) 基 于 XML 的 资 料 性 编 码 规 则, 用 于 与 平 台 无 关 的 地 理 数 据 交 换 编 码 规 则 允 许 将 应 用 模 式 中 定 义 的 地 理 信 息 用 独 立 于 系 统 的 数 据 结 构 进 行 编 码, 以 便 于 传 输 和 存 储 编 码 规 则 规 定 了 要 编 码 数 据 的 类 型 以 及 结 果 数 据 结 构 采 用 的 语 法 结 构 以 及 编 码 模 式 结 果 数 据 结 构 可 存 储 于 数 字 媒 体 上 或 使 用 传 输 协 议 传 输 其 目 的 是 由 计 算 机 读 取 和 解 释, 但 也 可 为 人 可 读 的 形 式 该 国 际 标 准 分 为 三 个 逻 辑 部 分 第 章 说 明 了 基 于 UML 模 式 制 定 编 码 规 则 的 要 求, 第 9 章 中 说 明 了 创 建 编 码 服 务 的 要 求, 附 录 A 说 明 了 资 料 性 的 XML 编 码 规 则 基 于 XML 的 编 码 规 则 用 于 与 平 台 无 关 的 数 据 交 换 它 依 赖 于 可 扩 展 标 记 语 言 (XML) 和 ISO/IEC 字 符 集 标 准 附 录 C 和 D 分 别 介 绍 了 XML 和 ISO/IEC 附 录 E 为 该 国 际 标 准 的 应 用 示 例 图 34 两 个 系 统 间 数 据 交 换 示 意 图 88

89 数 据 交 换 的 概 况 见 图 34 系 统 A 要 向 系 统 B 发 送 数 据 集, 为 保 证 交 换 成 功,A 和 B 必 须 在 3 个 方 面 做 出 决 定 : 有 一 个 共 同 的 应 用 模 式 I, 采 用 哪 种 编 码 规 则 R 以 及 使 用 什 么 传 输 协 议 应 用 模 式 是 成 功 传 输 数 据 和 定 义 传 输 数 据 内 容 与 结 构 的 基 础, 而 编 码 规 则 定 义 了 如 何 将 数 据 编 码 为 独 立 于 系 统 的 数 据 结 构 的 转 换 规 则 编 码 规 则 是 为 特 定 数 据 结 构 定 义 编 码 的 可 识 别 的 转 换 规 则 集 编 码 规 则 规 定 了 要 转 换 的 数 据 类 型 和 用 于 结 果 数 据 结 构 的 语 法 结 构 和 编 码 模 式 编 码 规 则 用 于 应 用 模 式 特 定 的 数 据 结 构, 以 建 立 适 合 于 传 输 或 存 储 的 独 立 于 系 统 的 数 据 结 构 定 义 编 码 规 则 必 须 规 定 三 个 方 面, 即 : 输 入 数 据 结 构 输 出 数 据 结 构, 以 及 两 者 之 间 的 转 换 规 则 输 入 和 输 出 数 据 结 构 均 用 概 念 模 式 语 言 表 述, 这 些 语 言 中 的 概 念 用 于 定 义 编 码 规 则 转 换 规 则 说 明 应 当 如 何 将 输 入 数 据 结 构 的 数 据 实 例 转 换 成 输 出 数 据 结 构 的 0 个 1 个 或 多 个 实 例 转 换 规 则 根 据 概 念 模 式 语 言 C 的 概 念 和 输 出 数 据 结 构 模 式 D 的 概 念 定 义 编 码 服 务 是 一 个 执 行 编 码 规 则 提 供 编 码 和 解 码 功 能 接 口 的 软 件 组 件, 它 是 数 据 交 换 的 一 个 集 成 部 分 编 码 服 务 能 读 取 输 入 数 据 结 构 并 将 实 例 转 换 为 输 出 数 据 结 构, 反 之 亦 然 编 码 服 务 也 能 读 取 应 用 模 式 声 明, 写 入 相 应 的 输 出 数 据 结 构 模 式 输 入 数 据 结 构 通 过 一 个 应 用 模 式 定 义, 该 应 用 模 式 用 概 念 模 式 语 言 的 概 念 定 义 输 出 数 据 结 构 也 通 过 一 个 称 为 数 据 结 构 模 式 的 模 式 进 行 描 述, 数 据 结 构 模 式 定 义 了 输 出 数 据 结 构 可 能 的 内 容 结 构 和 编 码 模 式, 数 据 结 构 模 式 用 概 念 语 言 说 明 编 码 规 则 在 两 个 层 次 上 规 定 了 转 换 规 则, 第 一 层 是 模 式 层, 第 二 层 是 实 例 层 模 式 层 的 转 换 规 则 规 定 了 应 用 模 式 中 定 义 的 每 个 概 念 到 数 据 结 构 模 式 中 相 应 概 念 的 映 射 实 例 层 的 转 换 规 则 规 定 了 输 入 数 据 结 构 的 实 例 到 输 出 数 据 结 构 中 相 应 实 例 的 映 射 通 常 实 例 转 换 规 则 从 模 式 转 换 规 则 导 出 传 输 服 务 是 执 行 一 个 或 多 个 传 输 协 议 的 软 件 组 件, 它 允 许 在 分 布 式 信 息 系 统 间 通 过 离 线 或 在 线 的 传 输 介 质 传 输 数 据 为 保 证 两 个 系 统 间 成 功 传 输 数 据, 发 送 端 和 接 收 端 需 使 用 一 致 的 传 输 协 议 该 国 际 标 准 不 规 定 首 选 的 传 输 协 议 89

90 ISO 6709:2008 基 于 坐 标 的 地 理 位 置 标 准 表 示 方 法 该 国 际 标 准 适 用 于 描 述 地 理 点 位 置 的 坐 标 交 换 它 规 定 了 包 括 经 纬 度 在 内 的 用 于 数 据 交 换 的 坐 标 表 示 ; 此 外 规 定 了 除 经 纬 度 外 其 他 坐 标 类 型 的 地 理 点 水 平 位 置 的 表 示 法 还 规 定 了 可 与 水 平 坐 标 相 关 的 高 度 和 深 度 的 表 示 法, 包 括 度 量 单 位 和 坐 标 顺 序 该 国 际 标 准 不 适 于 表 示 计 算 机 内 存 中 正 在 处 理 的 信 息, 以 及 大 地 测 量 代 码 与 参 数 注 册 簿 中 的 信 息 有 效 交 换 地 理 点 位 置 数 据 需 要 有 普 遍 可 理 解 的 格 式, 该 格 式 能 标 识 位 于 地 表 地 上 或 地 下 的 点 各 学 科 的 用 户 可 能 有 不 同 的 要 求, 例 如 以 度 十 进 制 度 以 及 传 统 度 分 秒 的 形 式 记 录 经 度 和 纬 度 用 户 也 可 能 要 求 多 种 精 度, 可 能 使 用 不 带 高 程 的 经 度 和 纬 度 该 国 际 标 准 的 第 一 版 ((ISO 6709:1983) 规 定 了 地 理 点 位 的 经 纬 度 表 示 法 第 二 版 中 扩 展 了 应 用 中 需 要 的 分 别 引 用 纬 度 和 经 度 值 的 坐 标 表 示 法, 例 如, 引 用 两 个 子 午 线 的 差 值, 还 扩 展 了 不 同 数 值 字 段 中 分 别 存 储 纬 度 和 经 度 值 的 表 示 法 本 版 标 准 提 供 了 用 坐 标 而 不 是 经 纬 度 表 示 水 平 点 位 的 方 法, 提 供 了 一 种 变 长 格 式 以 满 足 各 种 需 求 该 国 际 标 准 也 规 定 了 高 度 和 深 度 的 表 示 法 该 国 际 标 准 主 要 针 对 计 算 机 系 统 之 间 的 数 据 交 换, 增 加 了 资 料 性 附 录, 总 结 了 人 机 界 面 的 不 同 需 求 该 国 际 标 准 通 过 可 扩 展 标 记 语 言 (XML) 支 持 点 位 置 的 表 示, 考 虑 到 与 前 一 版 ISO 6709:1983 兼 容 性 的 需 要, 允 许 使 用 单 个 字 母 数 字 字 符 串 表 示 点 的 位 置 对 于 纬 度 和 经 度 的 计 算 机 数 据 交 换, 该 国 际 标 准 通 常 建 议 采 用 十 进 制 度 表 示 允 许 使 用 六 十 进 制 的 度 分 和 十 进 制 的 分 或 度 分 秒, 以 及 十 进 制 的 秒 该 国 际 标 准 在 实 施 中 不 需 要 特 殊 的 内 部 处 理 规 程 文 件 组 织 技 术 存 储 介 质 和 语 言 等 该 国 际 标 准 第 一 版 中 采 用 了 海 拔 高 度 术 语 描 述 垂 直 位 置, 该 国 际 标 准 使 用 了 更 通 用 的 措 辞 高 度, 还 允 许 用 深 度 描 述 垂 直 位 置 坐 标 是 描 述 点 位 的 有 序 数 值 之 一 坐 标 元 组 由 描 述 一 个 位 置 的 坐 标 序 列 组 成 如 : 一 个 由 纬 度 经 度 和 高 度 组 成 的 坐 标 元 组 表 示 一 个 三 维 地 理 位 置 仅 当 所 参 照 的 坐 标 参 照 系 (CRS) 确 定 时, 坐 标 元 组 才 能 表 示 一 个 明 确 的 位 置 如 果 坐 标 参 照 系 不 确 定, 结 果 导 致 点 位 置 可 能 有 几 百 米 的 偏 差, 见 附 件 B 在 ISO 中 定 义 了 描 述 坐 标 参 照 系 必 需 的 元 素 90

91 坐 标 集 是 坐 标 元 组 的 集 合 ISO 要 求 坐 标 集 内 的 所 有 坐 标 元 组 应 参 照 相 同 的 坐 标 参 照 系 如 果 只 是 描 述 一 个 点, 坐 标 元 组 与 坐 标 参 照 系 之 间 的 关 联 可 能 是 直 接 的 对 于 一 个 坐 标 集, 一 个 CRS 的 标 识 或 定 义 与 坐 标 集 和 所 有 坐 标 元 组 相 关 联, 坐 标 继 承 了 关 联 关 系 坐 标 元 组 坐 标 集 和 坐 标 参 照 系 之 间 的 概 念 关 系 见 图 35, 并 在 附 录 C 中 用 UML 做 了 具 体 的 描 述 图 35 坐 标 表 示 的 UML 模 型 91

92 ISO 19136:2007 地 理 信 息 地 理 标 记 语 言 (GML) 地 理 标 记 语 言 (GML) 是 符 合 ISO 的 一 种 XML 编 码, 用 于 传 输 和 存 储 根 据 ISO 系 列 国 际 标 准 的 概 念 模 型 框 架 建 模 的 地 理 信 息, 包 括 地 理 要 素 的 空 间 与 非 空 间 特 性 该 国 际 标 准 定 义 了 XML 模 式 的 语 法 机 制 和 约 定 : a) 提 供 了 一 个 开 放 的 与 商 家 无 关 的 框 架 用 于 描 述 以 XML 形 式 传 输 和 存 储 地 理 信 息 的 地 理 空 间 应 用 模 式 ; b) 允 许 制 定 支 持 GML 框 架 描 述 能 力 的 适 当 子 集 的 专 用 标 准 ; c) 支 持 专 业 领 域 和 信 息 界 的 地 理 空 间 应 用 模 式 的 描 述 ; d) 可 创 建 并 维 护 相 链 接 的 地 理 应 用 模 式 和 数 据 集 ; e) 支 持 应 用 模 式 和 数 据 集 的 存 储 和 传 输 ; f) 提 高 机 构 共 享 地 理 应 用 模 式 及 其 描 述 的 信 息 的 能 力 使 用 者 可 决 定 利 用 GML 存 储 地 理 应 用 模 式 和 信 息 ; 或 者 根 据 需 要 从 其 他 存 储 格 式 转 换 ; 或 仅 用 GML 进 行 模 式 和 数 据 的 传 输 GML 规 定 了 许 多 概 念 类 的 XML 编 码, 这 些 概 念 类 在 ISO 系 列 国 际 标 准 及 符 合 这 些 标 准 和 规 范 的 OpenGIS 抽 象 规 范 中 定 义 相 关 的 概 念 模 型 在 以 下 标 准 中 定 义 : a) ISO/TS 概 念 模 式 语 言 ( 度 量 单 位 基 本 类 型 ); b) ISO 空 间 模 式 ( 空 间 几 何 和 拓 扑 ); c) ISO 时 间 模 式 ( 时 间 几 何 和 拓 扑, 时 间 参 照 系 ); d) ISO 应 用 模 式 规 则 ( 要 素 ); e) ISO 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 ( 坐 标 参 照 系 ); f) ISO 覆 盖 数 据 的 几 何 与 函 数 模 式 ( 覆 盖 数 据, 格 网 ) 在 多 数 情 况 下, 从 概 念 类 到 XML 的 映 射 是 直 接 的, 有 时 这 种 映 射 更 为 复 杂 附 录 D 对 以 上 两 种 情 况 的 映 射 作 了 详 细 说 明 此 外,GML 提 供 了 ISO 系 列 国 际 标 准 或 OpenGIS 的 抽 象 规 范 中 还 没 有 建 模 的 其 他 概 念 的 XML 编 码, 例 如 移 动 对 象 简 单 观 测 或 值 对 象 对 应 这 些 扩 展 而 增 加 的 概 念 类 也 在 附 录 D 中 做 了 规 定 在 该 国 际 标 准 中 描 述 了 构 成 GML 模 式 的 组 件 (XML 元 素 属 性 简 单 类 型 复 杂 类 型 属 性 组 和 组 等 ) 92

93 GML 应 用 模 式 的 设 计 者 可 通 过 扩 展 或 限 制 GML 模 式 中 的 类 型 来 定 义 应 用 领 域 所 需 的 类 型 如 果 无 需 改 变, 在 应 用 模 式 中 可 直 接 使 用 GML 模 式 中 的 非 抽 象 元 素 属 性 和 类 型 根 据 ISO 19109, 一 个 应 用 或 应 用 域 的 要 素 类 型 在 应 用 模 式 中 定 义 一 个 GML 应 用 模 式 是 以 XML 模 式 形 式 定 义 的, 并 导 入 了 GML 模 式 可 通 过 下 列 两 种 方 法 之 一 构 建 GML 应 用 模 式 : a) 遵 循 第 21 章 规 定 的 GML 应 用 模 式 的 规 则, 在 XML 模 式 中 直 接 创 建 GML 应 用 模 式 ; b) 遵 循 ISO 规 定 的 UML 应 用 模 式 的 规 则, 并 符 合 将 这 些 模 式 和 规 则 映 射 到 该 国 际 标 准 附 录 E 规 定 的 GML 应 用 模 式 的 约 束 条 件 从 符 合 ISO 的 UML 应 用 模 式 到 相 应 的 GML 应 用 模 式 的 映 射 是 基 于 一 组 编 码 规 则 进 行 的 这 些 编 码 规 则 符 合 GML 应 用 模 式 的 规 则 和 ISO 的 规 定 这 两 种 方 法 都 能 有 效 地 构 建 GML 应 用 模 式 所 有 应 用 模 式 都 根 据 ISO 规 定 的 通 用 要 素 模 型 建 模 在 ISO 系 列 中,UML 是 描 述 概 念 模 式 的 首 选 语 言 一 般 推 荐 使 用 第 二 种 方 法, 以 确 保 正 确 使 用 ISO 系 列 国 际 标 准 的 概 念 建 模 框 架 然 而, 由 于 下 面 的 原 因, 使 用 第 一 种 方 法 是 合 理 的 : a) 除 了 通 过 使 用 附 录 E 规 定 的 编 码 规 则 获 得 的 访 问 能 力 外, 可 能 需 要 GML 应 用 模 式 的 附 加 功 能 ; b) 只 需 要 XML 表 示 且 应 用 模 式 相 对 简 单, 因 此, 认 为 使 用 概 念 模 式 语 言 是 不 合 理 开 销 ; c) 应 用 需 要 一 个 与 根 据 附 录 E 定 义 的 编 码 规 则 得 到 的 结 果 相 比 更 优 化 或 紧 凑 的 XML 编 码 注 : 附 录 F 提 供 将 GML 应 用 模 式 映 射 为 符 合 ISO 的 UML 应 用 模 式 的 规 则 符 合 该 国 际 标 准 的 GML 应 用 模 式, 无 论 是 直 接 还 是 依 据 规 范 的, 都 使 用 了 所 有 适 用 的 GML 模 式 组 件, 并 且 根 据 XML 模 式 规 则 都 是 有 效 的 如 何 生 成 GML 应 用 模 式 与 该 国 际 标 准 的 一 致 性 要 求 无 关 该 国 际 标 准 采 用 的 方 法 如 图 36 所 示, 主 要 包 括 两 个 方 面 : a) GML 概 念 模 型 的 清 晰 文 档 :GML 执 行 的 ISO 系 列 国 际 标 准 的 专 用 标 准 文 档 及 专 用 标 准 的 扩 展 文 档 ; b) 支 持 利 用 UML 或 XML 模 式 开 发 应 用 模 式 : 为 了 实 现 UML( 即 符 合 ISO 的 UML 应 用 模 式 ) 和 XML 模 式 ( 即 XML 模 式 的 GML 应 用 模 式 ) 之 间 的 映 93

94 射, 对 这 两 种 表 示 方 法 使 用 的 结 构 进 行 了 限 定 虽 然 在 某 种 程 度 上 减 少 了 模 式 描 述 的 表 示, 但 降 低 了 其 复 杂 度, 使 其 易 于 实 现 图 36 ISO 系 列 标 准 与 ISO19136 GML 间 的 关 系 94

95 ISO/TS 19139:2007 地 理 信 息 元 数 据 XML 模 式 实 现 该 技 术 规 范 规 定 了 地 理 信 息 元 数 据 XML(gmd) 编 码, 即 ISO 的 XML 模 式 实 现 由 于 ISO 中 没 有 提 供 编 码, 因 此 地 理 信 息 元 数 据 的 实 际 生 产 可 能 会 由 于 元 数 据 生 产 者 的 不 同 理 解 产 生 差 异 为 了 便 于 ISO 实 现 的 标 准 化, 作 为 综 合 性 的 元 数 据 实 现 规 范, 该 技 术 规 范 提 供 了 一 套 应 用 ISO 的 基 于 规 则 的 确 定 的 编 码 方 法 该 技 术 规 范 提 供 了 可 扩 展 的 标 记 语 言 (XML) 模 式, 试 图 通 过 提 供 一 个 关 于 描 述 检 验 和 交 换 有 关 地 理 数 据 集 数 据 集 系 列 地 理 要 素 要 素 属 性 要 素 类 型 要 素 特 性 等 内 容 的 元 数 据 的 通 用 规 范, 提 高 互 操 作 能 力 ISO 说 明 了 基 于 UML 模 式 生 成 编 码 规 则 的 要 求 和 基 于 XML 的 编 码 规 则, 介 绍 了 XML 该 技 术 规 范 采 用 ISO 定 义 的 编 码 规 则, 规 定 了 如 何 为 ISO 的 UML 模 型 生 成 XML 模 式 的 技 术 细 节 95

96 特 定 专 题 领 域 标 准 ISO/TC 211 早 期 的 工 作 重 点 是 制 定 标 准, 以 支 持 所 有 地 理 信 息 应 用 都 需 要 的 一 系 列 能 力, 目 前 这 项 工 作 已 完 成, 开 始 转 向 研 发 支 持 特 定 的 专 题 应 用 领 域 的 标 准, 首 先 制 定 和 发 布 的 是 地 理 信 息 影 像 领 域 的 标 准 ISO/TS 扩 展 了 ISO 的 第 一 部 分, 为 地 理 影 像 处 理 领 域 的 标 准 化 指 定 了 参 考 模 型 ISO 扩 展 了 ISO 19115, 为 描 述 影 像 数 据 集 增 加 了 138 个 元 数 据 元 素 其 他 正 在 制 定 或 正 在 考 虑 制 定 标 准 的 专 题 领 域 包 括 : 土 地 利 用 分 类, 地 籍 和 地 址 系 统 96

97 ISO/TS :2008 地 理 信 息 参 考 模 型 第 2 部 分 : 影 像 该 技 术 规 范 为 地 理 影 像 处 理 领 域 的 标 准 化 定 义 了 参 考 模 型 该 参 考 模 型 标 识 了 标 准 化 活 动 的 范 围 及 其 环 境 参 考 模 型 包 括 格 网 数 据, 但 侧 重 于 影 像 尽 管 该 技 术 规 范 以 信 息 技 术 内 容 和 信 息 技 术 标 准 为 背 景 编 排 了 结 构, 但 它 独 立 于 任 何 应 用 开 发 方 法 或 者 技 术 实 现 途 径 企 业 视 角 的 核 心 概 念 是 地 理 影 像 企 业 间 如 何 相 互 配 合, 才 能 使 不 同 来 源 的 影 像 集 成 为 对 地 球 的 综 合 数 字 表 达 并 可 以 大 量 提 供, 以 支 持 人 类 的 关 键 决 策 企 业 视 角 提 供 了 上 述 目 标 与 分 布 式 地 理 影 像 处 理 系 统 的 系 统 设 计 之 间 可 描 述 的 衡 量 标 准 地 理 影 像 企 业 的 基 本 目 标 是 通 过 成 像 能 力 的 发 展 和 地 理 影 像 产 业 的 不 断 壮 大, 提 高 和 保 护 人 类 的 利 益 这 样 做 也 将 促 进 经 济 增 长, 有 助 于 环 境 管 理 并 使 科 学 技 术 卓 有 成 就 信 息 视 角 标 识 能 够 体 现 地 理 影 像 特 点 的 地 理 信 息 的 各 种 类 型 信 息 视 角 按 照 地 理 影 像 集 成 的 过 程 构 建, 此 过 程 展 现 了 原 始 影 像 数 据 到 具 有 高 级 语 义 内 容 的 信 息 和 知 识 之 间 的 关 系 图 37 的 UML 包 反 映 了 信 息 视 角 最 终 的 结 构 这 些 包 的 内 容 在 信 息 视 角 一 章 的 节 中 说 明 图 37 信 息 视 角 包 计 算 视 角 是 从 信 息 视 角 到 工 程 视 角 中 的 分 布 式 部 署 的 过 渡 计 算 视 角 提 供 了 一 种 通 过 将 系 统 功 能 分 解 为 在 接 口 交 互 的 对 象 来 描 述 分 布 的 观 点 地 理 影 像 服 务 是 ISO19119 中 定 义 的 更 广 范 地 理 服 务 的 扩 展 ISO 定 义 了 一 种 基 于 服 务 语 义 特 点 的 地 理 服 务 分 类 系 统 并 提 供 了 示 例 这 种 分 类 系 统 包 括 类 别 的 名 称 和 定 义 97

98 关 于 地 理 影 像 服 务,ISO 和 OGC 影 像 开 发 服 务 在 以 下 几 方 面 提 供 了 更 详 细 的 描 述 : a) 人 的 交 互 ; b) 模 型 / 信 息 管 理 ; c) 工 作 流 / 任 务 管 理 ; d) 对 空 间 专 题 时 间 及 元 数 据 的 处 理 ; e) 通 信 关 于 开 放 分 布 式 处 理 系 统 (ODP) 及 其 环 境 的 工 程 视 角 的 重 点 是 支 持 系 统 中 对 象 间 分 布 式 交 互 所 需 的 机 制 和 功 能 ( 图 38) 图 38 地 理 影 像 系 统 配 置 图 98

99 ISO/TS :2008 地 理 信 息 元 数 据 第 2 部 分 : 影 像 与 格 网 数 据 扩 展 ISO 指 出 描 述 数 字 地 理 数 据 所 需 的 元 数 据, 该 部 分 扩 展 了 ISO 的 元 数 据, 并 标 识 了 描 述 数 字 地 理 影 像 和 格 网 数 据 所 需 的 元 数 据 在 ISO 中 定 义 的 一 些 地 理 影 像 和 格 网 数 据 的 元 数 据 是 该 部 分 的 基 础, 该 部 分 在 此 基 础 上 增 加 了 138 个 元 数 据 元 素 这 些 元 素 提 供 了 用 于 获 取 数 据 的 测 量 仪 器 的 性 质 仪 器 测 量 过 程 中 的 几 何 原 理 原 始 数 据 数 字 化 的 生 产 过 程 信 息 该 部 分 涉 及 到 描 述 从 原 始 数 据 生 成 地 理 信 息 所 需 要 的 元 数 据, 包 括 生 产 过 程 中 测 量 系 统 的 性 能 计 算 方 法 和 计 算 过 程 覆 盖 数 据 所 需 的 元 数 据 一 般 都 在 ISO 的 通 用 部 分 做 了 详 细 描 述 扩 展 的 元 数 据 用 于 地 理 影 像 和 格 网 数 据 集, 包 括 地 理 空 间 影 像 和 格 网 数 据, 也 可 以 选 择 性 地 用 于 数 据 集 的 集 成 图 39 影 像 元 数 据 包 99

100 图 39 说 明 了 该 部 分 描 述 的 包 与 ISO 相 关 包 之 间 的 关 系 ISO 详 细 说 明 了 每 个 包 的 UML 模 型 图 和 数 据 字 典 该 部 分 的 附 录 A 和 附 录 B 分 别 详 细 说 明 了 定 义 地 理 空 间 影 像 和 格 网 数 据 的 附 加 元 数 据 的 每 个 附 加 包 的 UML 模 型 图 和 数 据 字 典 100

101 ISO/TC 211 与 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟 ISO/TC 211 与 开 放 地 理 空 间 信 息 联 盟 (OGC) 于 1998 年 达 成 了 合 作 协 议 根 据 这 一 协 议,OGC 采 用 了 几 项 ISO/TC 211 的 标 准 作 为 抽 象 规 范, 以 此 作 为 其 制 定 实 现 规 范 的 基 础 : ISO/TC 211 标 准 OGC 抽 象 规 范 ISO 地 理 信 息 空 间 模 式 Topic 1 几 何 要 素 ISO 地 理 信 息 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 Topic 2 基 于 坐 标 的 空 间 参 照 ISO 地 理 信 息 覆 盖 数 据 的 几 何 与 函 数 模 式 Topic 6 覆 盖 数 据 的 几 何 与 函 数 模 式 ISO 地 理 信 息 元 数 据 Topic 11 元 数 据 ISO 地 理 信 息 服 务 Topic 12 开 放 式 GIS 服 务 体 系 际 标 准 : 另 外, 由 OGC 最 初 制 定 的 一 些 标 准 经 过 ISO/TC 211 的 进 一 步 研 制, 已 发 布 为 ISO 国 ISO 地 理 信 息 覆 盖 数 据 的 几 何 与 函 数 模 式 ISO 地 理 信 息 ISO 地 理 信 息 ISO 地 理 信 息 简 单 要 素 访 问 第 1 部 分 : 通 用 架 构 简 单 要 素 访 问 第 2 部 分 : SQL 实 现 网 络 地 图 服 务 接 口 其 他 几 项 OGC 标 准 已 被 列 入 ISO/TC 211 工 作 计 划, 包 括 : ISO 地 理 信 息 网 络 要 素 服 务 ISO 地 理 信 息 过 滤 器 编 码 ISO 地 理 信 息 地 理 信 息 权 限 表 达 语 言 GeoREL ISO 地 理 空 间 数 字 权 限 管 理 参 考 模 型 (GeoDRM RM) ISO 地 理 信 息 观 测 与 量 测 101