Спецификации ogc
Открытый геопространственный консорциум (Open Geospatial Consortium, OGC), называвшийся ранее Консорциумом открытых ГИС (OpenGIS Consortium), является негосударственной некоммерческой организацией, созданной ведущими компаниями-разработчиками программного обеспечения и аппаратуры в области геоинформатики и дистанционного зондирования. Многие конкурирующие компании (ESRI, Intergraph, MapInfo и др.) объединили свои усилия в нем с целью достижения совместимости своих разработок. Эта совместимость необходима для свободного обмена геоинформацией и создания стандартной среды взаимодействия ПО ГИС различных разработчиков. Соответственно, основная задача OGC – разработка технических требований (спецификаций) к программным системам, обеспечивающих возможности взаимодействия.
OGC отличается от ISO не только типом участников. Спецификации OGC утверждаются методом консенсуса (в ISO – голосованием), их "исполнение" – для всех сугубо добровольное. Более компактная структура и менее сложная процедура разработки спецификаций по сравнению со стандартами ISO позволяет OGC быстрее реагировать на потребности рынка геоинформатики, вести более гибкую политику разработки спецификаций. Благодаря всем этим факторам OGC значительно преуспел в создании работоспособных и промышленно признанных требований к ПО ГИС и находится здесь далеко впереди ISO. Поскольку в России широко используется ПО компаний-членов OGC, спецификации этого консорциума оказываются актуальны и для российских пользователей и разработчиков геоинформационных систем. Более того, ISO склоняется не к собственной разработке стандартов реализации, а к заимствованию спецификаций OGC. Так что эти спецификации в любом случае дойдут и до нас – и через ПО ГИС, и через международные стандарты. Соответствие спецификаций OGC и стандартов ISO приведено в таблице:
OGC Grid Coverages |
ISO 19123 Schema for coverage geometry and functions |
OGC Simple Feature Specification |
ISO 19125 Simple feature access |
OGC Web Map Service |
ISO 19128 Web Map Server interface |
Geography Markup Language |
ISO 19136 GML |
OGC Web Feature Service |
ISO 19142 Web Feature Service |
OGC Filter Encoding |
ISO 19143 Filter Encoding |
Помимо спецификаций реализации (Implementation Specifications, IS), в OGC создаются документы и других типов. Есть модель стандартизации OGC Reference Model (ORM), абстрактные спецификации (Abstract Specifications, AS) и другие документы, представляющие интерес, главным образом, участникам процесса разработки в OGC. Спектр типов документов постоянно расширяется, отражая расширение поля деятельности OGC. Все документы идентифицируются годом и сквозным номером в пределах года, а также сокращенным названием и номером версии. В архиве OGC имеются сотни документов, и идентификация по номерам позволяет их упорядочить. Но реально удобнее работать с названием и номером версии. На сайте OGC имеется каталог архива и средства выборки документов по типу и текущему статусу.
В отличие от стандартов ISO, проходящих формализованный жизненный цикл, включающий официальное утверждение и публикацию, спецификации OGC используются "потребителями" до формального утверждения, как "живые" документы. Пересмотр стандартов ISO выполняется раз в несколько лет, а спецификации OGC могут обновляться несколько раз в год. Естественно, этот процесс также упорядочен моделью стандартизации, и "коней на переправе не меняют", т.е. спецификации корректируются и дополняются в разумных пределах, а наиболее известные из них весьма стабильны и используются в разработке международных стандартов.
Модель стандартизации ORM выполняет функцию, аналогичную стандарту 19101 в ISO TC 211. Абстрактная спецификация AS разбита на несколько тем (сейчас утверждены 16), покрывающие различные общие вопросы, концепции и принципы геоинформатики. Полный их список и краткие описания можно посмотреть на сайте OGC. Здесь отметим, что OGC не стал "изобретать велосипед" и заменил свои собственные разработки AS на стандарты ISO, когда эти стандарты были близки к утверждению. Так, темы 9 и 11 "Метаданные" были заменены на стандарт ISO 19115, Тема 1 "Геометрия объектов" – на ISO 19107, Тема 12 "Архитектура веб-служб" – на ISO 19119, Тема 7 "Изображения ДЗЗ" – на ISO 19101-2. Другие темы также вбирают материалы соответствующих международных стандартов. Здесь мы видим пример прагматизма деятельности OGC, избирающего для дальнейшего развития спецификаций наиболее перспективные варианты, независимо от их источника.
Из всех спецификаций OGC мы рассмотрим лишь несколько наиболее важных: WMS, WFS, WMC, CAT, GML, SF, SLD.
Web Map Service (WMS) – спецификация интерфейса картографических веб-служб, выдающих клиентскому приложению растровое изображения карты, сформированное на основе его запроса. Это наиболее известная и широко используемая спецификация OGC. Интерфейс WMS очень прост – в спецификации предусмотрены всего три вида запросов - GetCapabilities, GetMap и GetFeatureInfo. Из названий нетрудно догадаться, что в ответ на них служба возвращает свои характеристики, сгенерированную карту или атрибуты указанного объекта. Взаимодействие с WMS осуществляется на языке XML, запросы и ответы передаются по протоколу HTTP. Таким образом, WMS позволяет легко встраивать интерактивные карты в веб-страницы любого сайта. Причем сама служба может находиться на чужом сервере и не иметь прямого отношения к автору этого сайта. В возможности использования чужих ресурсов (если не запрещено владельцем) – фундаментальное свойство Интернета и всемирной паутины. А картографические веб-службы позволяют расширить виды встраиваемых ресурсов еще и интерактивными картами.
WMS для визуализации карты обычно использует те условные знаки, которые предусмотрел создатель службы. Поскольку изображение карты отрисовывается на сервере, у пользователя нет прямой возможности менять условные знаки. Для решения этой проблемы разработана спецификация Styled Layer Descriptor (SLD), которая позволяет пользователю передать на сервер собственные условные знаки для отрисовки карты в WMS.
Web Feature Service (WFS) – другой вид картографической веб-службы, возвращающей, в отличие от WMS, набор векторных объектов. Формат представления объектов – текст на Языке географической разметки (Geography Markup Language, GML). Сам GML является отдельной спецификацией OGC. Назначение WFS – дать клиентскому приложению возможность создавать многослойные карты, в которых слои берутся из разных источников. Растровые изображения WMS не прозрачны, поэтому вы не можете наложить изображение от одной WMS-службы поверх другой. А вот векторы WFS вполне для этого пригодны. Очевидно, что цена этому – усложнение клиентского приложения, которое должно уметь отобразить эти векторные данные. Кроме того, WFS не может полноценно заменить множество слоев WMS, т.к. даже не очень большое количество векторных объектов в формате GML занимает объем, соизмеримый с объемом растрового изображения той же карты. Поэтому эти два вида служб оптимально использовать в паре: WMS – для отображения базовой карты, WFS – для оперативной графики поверх нее (например, маршруты или выделенные объекты).
Сами по себе картографические веб-службы после выполнения каждого запроса не сохраняют у себя никаких параметров этих запросов. Хранение этих параметров потребовало бы значительных ресурсов сервера (пропорционально числу одновременно обращающихся пользователей), что не приемлемо в условиях массового использования этих служб. Все параметры хранятся в клиентском приложении, и для их стандартного хранения и обмена разработана спецификация документа карты Web Map Context Documents (WMC). Эти документы хранят ссылки на веб-службы, состав и параметры отображения слоев в пользовательском приложении. Передача такого документа позволяет адресату увидеть карту именно в том виде, в каком ее хотел показать автор документа.
Web Coverage Service (WCS) – служба, аналогичная WFS, но ориентированная на передачу "покрытий" – сплошных распределений какого-либо признака в пространстве. Она также позволяет дополнить картографические изображения WMS слоями нового типа, которые можно сочетать с базовой картой.
Catalog Interface (CAT) – спецификация схемы каталога геоинформационных ресурсов и протоколов доступа к нему. Доступ к каталогу может осуществляться из различных приложений для поиска геоинформационных ресурсов и просмотра их характеристик. Эта спецификация является одной из важнейших в инфраструктуре пространственных данных, так как ИПД это, прежде всего, среда для обмена геоинформацией, а каталоги необходимы для ее поиска. Спецификация описывает использование протоколов Z39.50, CORBA/IIOP, HTTP (известное как Catalogue Services for the Web, CSW).
Несколько спецификаций с общим названием Simple Features задают правила сетевого доступа к базам пространственных данных посредством SQL (SFS), CORBA (SFC), OLE/COM (SFO). Общая архитектура описана в спецификации Simple feature access - Part 1: Common architecture (SFA). Этим спецификациям соответствуют несколько стандартов ISO, упомянутых выше. Наибольшее признание получила SFS – геопространственное расширение языка SQL, реализованное в СУБД ряда крупнейших производителей под разными названиями, включающими слово "spatial". Это позволило ряду производителей ПО ГИС реализовать серверное хранение геоданных без необходимости разработки собственных серверных продуктов.
Упомянем также другие спецификации OGC, которые могут представлять интерес при развитии ИПД:
Coordinate Transformation Services (CT) – службы преобразования координат
Filter Encoding (Filter) – правила определения критериев для выборки пространственных объектов
группа спецификаций OpenGIS Location Services (OpenLS) – службы поддержки услуг, связанных с местоположением
OWS Common Recommendation Paper (OWS common) – общая модель веб-служб OGC
Recommended XML Encoding of CRS Definitions (XML for CRS) – кодирование систем координат на XML
А вот эти дискуссионные документы позволяют увидеть направления развития веб-служб, как их себе представляют участники OGC (внимание! это еще далеко не стандарты, а лишь материалы дискуссий):
Web Processing Service (WPS) – веб-службы геообработки
Web 3D Service (Web3D) – веб-службы трехмерной визуализации
Imagery Metadata (IMGM) – стандартное XML-кодирование метаданных изображений
Geospatial Portal Reference Architecture (Portal Architecture) – стандартная архитектура геоинформационных порталов
Geolinking Service (GLS) – географическое связывание, позволяющее в реальном времени отображать на картах WMS данные из непространственных БД, содержащих ссылки на географические объекты
GML in JPEG 2000 for Geographic Imagery (GMLJPEG) – встраивание информации на GML в файлы формата JPEG 2000
Списки и описания документов OGC, их полные тексты можно найти на сайте OGC: http://www.opengeospatial.org.