W Polsce powoli, acz nieuchronnie, zbliżamy się do momentu uzgodnienia zasad budowy i funkcjonowania nowoczesnej informacyjnej infrastruktury państwowej. Tworzyć ją będzie zespół zinformatyzowanych urzędowych systemów informacyjnych, niezbędnych do zapewnienia prawidłowego funkcjonowania aparatu państwowego w warunkach standardów cywilizacyjnych XXI wieku, pozwalających na przeciwdziałanie różnorodnym zagrożeniom ze strony żywiołów, działalności człowieka oraz zapewnienie sprawnej i kompleksowej obsługi ludności.
W eksponowanej grupie urzędowych systemów informacyjnych, tj. regulowanej przepisami prawnymi, porządkowymi i technicznymi platformie współdziałania podmiotów publicznych, zobligowanych do wytwarzania bądź tylko do wykorzystywania informacji dotyczących stanu państwa, istotne miejsce zajmą systemy, w których ważną rolę odgrywa informacja geograficzna zintegrowana z innymi rodzajami informacji. Wśród najistotniejszych obecnie budowanych systemów wymienić można m.in. "Zintegrowany System Katastralny" (IPE), "System Identyfikacji Działek Rolnych" (LPIS), Państwowy Rejestr Granic (PRG) oraz "Topograficznych Bazę Danych" (TBD).
Określenie "Baza Danych Topograficzna" jest nazwą własną wielozadaniowego systemu informacyjnego, tworzonego od podstaw przez krajową służbę geodezyjną i kartograficzną z zadaniem głównym polegającym na wytwarzaniu, przechowywaniu w postaci cyfrowej i rozpowszechnianiu znormalizowanych, urzędowo uwierzytelnionych danych o terenie jako takim. Podstawą ich pozyskiwania są metody poznawcze właściwe topografii - jednej z najstarszych dziedzin działalności teoretycznej i praktycznej geodetów i kartografów.
PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA KONCEPCYJNE TBD
Przedstawione dalej podstawowe założenia koncepcyjne TBD i szczegółowe wytyczne opracowania TBD są wynikiem prowadzonych w ostatnim okresie prac przez GUGiK. Bazują na analizie rozwiązań przyjętych w krajach Europy Zachodniej, na wynikach przeprowadzonych pilotaży (szczególnie na obiekcie "Kujawy" we współpracy Urzędem Marszałkowskim województwa kujawsko-pomorskiego) jak i na autorskim opracowaniu "Topograficzna Baza Danych. Program działania" (R. Piotrowski, GISPOL 2002). W ich powstanie zaangażowane zostały firmy komercyjne oraz pracownicy naukowi.
Baza Danych Topograficzna rozumiana jest jako źródło danych nowej jakości w stosunku do dotychczasowych map topograficznych, będące wynikiem ewolucji metod pozyskiwania i zarządzania danymi. Proces tworzenia TBD należy, więc rozpatrywać w kontekście kontynuacji dorobku polskiej kartografii. Baza Danych Topograficzna, dysponująca aparatem poznawczym współczesnej topografii i wielowiekowym doświadczeniem tej dyscypliny w zakresie terenoznawstwa, jest jak najbardziej właściwa do ustanawiania zasad i sposobu dekomponowania sytuacji terenowej dla celów informacyjnych.
TBD ma za zadanie spełniać funkcję zasilania aktualnymi, wysokiej jakości danymi topograficznymi specjalistycznych urzędowych systemów informacji przestrzennej (budowanych przez administrację, samorządy, instytucje publiczne np. systemy wspomagania służb ratowniczych, osłony przeciwpowodziowej, planowania przestrzennego, ochrony środowiska, zarządzania siecią drogowa itd.). Realizacja TBD ma na celu uniknięcie wielokrotnego pozyskiwania i aktualizacji tych samych danych przez wielu użytkowników. Celem budowy TBD jest również zapewnienie zasilania aktualnymi danymi topograficznymi systemów produkcji map, przede wszystkim topograficznych, ale również geologicznych, hydrograficznych, sozologicznych i innych. Proces tworzenia mapy topograficznej i TBD powinny być ze sobą skoordynowane i zorganizowane w spójny system. Zapewni to jednolite i aktualne pokrycie kraju wysokiej jakości informacją przestrzenną zarówno w postaci analogowej jak i numerycznej.
Można mówić o podwójnej, a nawet potrójnej misji informacyjnej systemu TBD. Ma on przede wszystkim przyczynić się do usprawnienia działań aparatu państwowego, ale obok tego, jako system powszechnie dostępny, ma służyć również szeregowemu obywatelowi, stanowiąc istotny wkład geodetów i kartografów w budowę społeczeństwa informacyjnego.
Na obecnym etapie, najbardziej dokładny poziom informacyjny TBD przyjmuje się za zbliżony do poziomu informacyjnego cywilnych map topograficznych w skali 1:10 000. Nie wyklucza to zarówno możliwości wprowadzania wybranych danych z opracowań wielkoskalowych w niektórych obszarach kraju jak i ograniczenia zakresu informacyjnego w innych do poziomu odpowiadającego np. mapie 1:50 000. Odpowiednia konstrukcja struktury bazy danych i systematyki obiektów umożliwia pokrycie terytorium kraju danymi topograficznymi o precyzji i szczegółowości zależnej od potrzeb (charakterystyki danego terenu) i możliwości gestorów TBD.
W zasobie TBD wyróżnić można dwie wyraźne jego składowe:
zasób podstawowy
zasób kartograficzny
Zasób podstawowy jest częścią zasobu TBD zorganizowaną i zapisaną zgodnie z ogólnie przyjętymi standardami dotyczącymi budowy baz danych przestrzennych właściwymi systemom informacji geograficznej (GIS), zawierającymi dane pomiarowe, niezniekształcone w wyniku zabiegów redakcyjnych związanych z prezentacjami kartograficznymi, obarczone jedynie generalizacją pierwotną danych wynikająca z metod pomiaru i przyjętego modelu pojęciowego danych.
Zasób podstawowy TBD stanowią trzy główne bazy składowe:
zintegrowana, "ciągła" przestrzennie wektorowa baza danych topograficznych
zapisana w podziale arkuszowym baza numerycznego modelu rzeźby terenu podzielona na zasób archiwalny (źródłowy) i użytkowy,
zapisana w podziale arkuszowym baza ortofotomap
Podział logiczny zasobu na trzy elementy pozwala uruchamiać system etapami, stopniowo dochodząc do jego pełnej sprawności informacyjnej. Taka elastyczność rozwoju ma niebagatelne znaczenie, wobec perspektywy równoległego prowadzenia prac w wielu "rejonach wdrożeniowych", usytuowanych w odmiennych topograficznie częściach kraju.
Zasób kartograficzny jest częścią zasobu TBD zorganizowaną zgodnie z kartograficznym modelem danych, będąca wynikiem przekształceń zasobu podstawowego, służący opracowaniu wysokiej jakości prezentacji kartograficznych (w szczególności map topograficznych) zarówno w ramach TBD jak i w zewnętrznych systemach produkcji map.
Utworzenie cyfrowego zasobu kartograficznego (map cyfrowych) ma na celu m.in. umożliwienie udostępnienia danych topograficznych w formie cyfrowej do systemów produkcji map specjalistycznych np. sozologicznych, geologicznych jak również zewnętrznych w stosunku do TBD systemów produkcji map (w tym topograficznych).
W ramach TBD powinno być docelowo możliwe generowanie map topograficznych w całym szeregu skalowym.
Na najbardziej szczegółowym poziomie informacyjnym systemu oraz na najwyższym poziomie kartograficznym jednym z produktów TBD może być mapa zgodna z Instrukcją "Zasady redakcji Mapy Topograficznej 1:10 000 ". Ze względu na jej niedostosowanie do specyfiki danych zawartych w TBD i długi cykl aktualizacyjny opracowania mapy w zdefiniowanej przez instrukcję postaci, w ramach TBD definiuje się dodatkowo nowy produkt - "Mapę topograficzną 1:10 000 w standardzie TBD"
Mapa topograficzna 1:10 000 w standardzie TBD jest produktem opracowanym pod kątem przygotowania wysokiej jakości wydruków ploterowych w niewielkich ilościach egzemplarzy na zamówienie. Mapa ta o konwencji graficznej zbliżonej do stosowanej obecnie pozwala na zaspokojenie oczekiwań informacyjnych odbiorców przy zachowaniu najwyższej z możliwych aktualności danych i szybkości opracowania. Mapa ta będzie możliwa do opracowania w znacznej mierze w sposób zautomatyzowany z bazy danych z niewielkim nakładem pracy redakcyjnej przy zachowaniu poprawnego przekazu informacyjnego i odpowiedniej jakości kartograficznej.
WYTYCZNE TECHNICZNE OPRACOWANIA TBD
Z inicjatywy Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii przeprowadzone zostały dwa pilotowe opracowania TBD na obiektach "Wisłą i Dunajec" oraz na obiekcie "Kujawy". W ich wyniku powstały "Wytyczne opracowania TBD", które posłużą do rozpoczęcia spójnych prac nad tworzeniem zasobu danych topograficznych w skali kraju. Zebrane zostały też dane, potwierdzające słuszność większości przyjętych założeń modelu teoretycznego.
Wytyczne przedłożone zostały do recenzji krajowym autorytetom naukowym z dziedziny geodezji i systemów informacji przestrzennej, do opinii organizacji kartograficznych oraz do opinii największych firm komercyjnych zajmujących się GIS oraz produkcją map topograficznych. Wszystkie otrzymane opracowania podkreślają prawidłowość rozwiązań technologicznych i koncepcyjnych oraz wagę szybkiego wdrożenia wytycznych w praktyce. Jednocześnie zwracają uwagę na istniejące usterki, konieczność rozszerzenia i uszczegółowienia wytycznych w wybranych aspektach oraz potrzebę dyskusji w szerszym gronie ekspertów. Znaczna część tych uwag został uwzględniona w pierwszej wersji "Wytycznych opracowania TBD", opublikowanych z początkiem marca 2003 roku, pozostałe podlegać będą dalszej analizie i będą mogły być uwzględnione w kolejnej wersji dokumentacji.
W skład wersji "Wytycznych opracowania TBD" z 03.2002 wchodzą:
Część 1: Ogólna charakterystyka TBD
Część 2: Specyfikacja danych zasobu podstawowego TBD ( tym: klasyfikacja obiektów, definicje obiektów, struktura bazy danych przekazywanych do zasobu, wytyczne wprowadzania obiektów wektorowej bazy danych, wytyczne opracowania NMT i ortofotomapy)
Część 3: Wizualizacja danych TBD - zasady opracowania mapy topograficznej 1:10 000 w standardzie TBD
Część 4: Standardy wymiany danych TBD
Podstawowym celem "Wytycznych opracowania TBD" jest zdefiniowanie technologicznych zasad tworzenia Topograficznej Bazy Danych w celu umożliwienia rozpoczęcia spójnych w skali kraju prac nad tworzeniem nowoczesnego urzędowego zasobu danych topograficznych i umożliwienia łatwiejszej niż dotychczas integracji różnorakich systemów informacji przestrzennej tworzonych na poziomie administracji rządowej i samorządowej oraz w innych instytucjach publicznych.
Wytyczne nie obejmują ogólnej koncepcji systemu, strategii rozwojowej i regulacji prawnych. Definiują zakres informacyjny i sposób zapisu danych dostarczanych przez wykonawców do zasobu TBD. Wytyczne obejmują specyfikację danych i formaty ich zapisu, specyfikację opracowywanych w ramach TBD map oraz ogólną organizację procesu pozyskiwania danych i zasilania zasobu geodezyjno-kartograficznego.
Wytyczne TBD, stanowiąc zespół obowiązujących reguł i zasad są z założenia niezależne od konkretnego oprogramowania komercyjnego. Będąc definicją uniwersalną dają perspektywę dowolnego zastosowania wszelkich dostępnych narzędzi i oprogramowania do pozyskiwania, edycji i wizualizacji danych o ile są w stanie zapewnić zdefiniowane kryteria jakościowe.
Charakter i zakres wytycznych wynika z konieczności uwzględnienia stanu prawnego, zgodnie, z którym TBD prowadzona będzie w ramach wielu urzędów a większość prac produkcyjnych realizowana będzie przez wykonawstwo prywatne w trybie przetargowym. Dlatego koncepcja procesów pozyskiwania danych i zakresu informacyjnego charakteryzuje się uniwersalnością i elastycznością przy zachowaniu możliwości łatwej integracji danych i konstruowania spójnych w skali kraju systemów informacji przestrzennej.
Obecna wersja wytycznych nie obejmuje standaryzacji systemu informatycznego zarządzania TBD. Wykonawcy prac mogą we własnych systemach pozyskiwania danych tworzyć własne struktury baz danych natomiast dane przekazywane zleceniodawcy muszą być zgodne z strukturą zdefiniowaną przez wytyczne.
Wszystkie dane tworzące zasób TBD należy przekazywać do zasobu geodezyjno-kartograficznego za pośrednictwem plików wymiany w określonych formatach danych:
format GML (Geographic Markup Language)format GeoTIFF dla ortofotomapy cyfrowej
format DXF dla danych pomiarowych NMT oraz ASCII dla danych użytkowych NMT (regularna siatka punktów)
format GML, DXF dla danych zasobu kartograficznego
W celu sprawdzenia możliwości wymiany danych przy użyciu niestosowanego jak dotąd na szerszą skalę formatu GML (Język GML został stworzony przez konsorcjum Open GIS i jest szeroko promowany i akceptowany w świecie jako standard transferu danych geograficznych.) wykonany zostały testy praktyczne polegające na dostarczeniu próbki danych TBD do firm z branży GIS celem importu, przetworzenia i ponownego ich wydania w formacie GML przy użyciu oprogramowania ArcGIS, Geomedia i Maplnfo. Próby przyniosły pozytywne rezultaty. Wskazano jedynie na konieczność opracowania schematu aplikacyjnego GML, co jest obecnie realizowane.
Format danych DXF i ASCII proponowane są dla wybranych danych jedynie na okres przejściowy w celu umożliwienia łatwiejszego wykorzystania zgromadzonych danych przed spopularyzowaniem odpowiedniego oprogramowania konwertującego dane z GML na inne formaty.
W zakresie wydawania (udostępniania) danych z TBD standardy zostaną określone łącznie ze standaryzacją systemu informatycznego zarządzania TBD. Poza standardem GML przewiduje się możliwość wydawania danych dla klientów TBD w powszechnie używanych formatach będących standardami de facto np. ArcView Shape, Maplnfo Interchange Format, Arclnfo Interchange File, DGN itd.
Szczegółowy opis sposobu przekazywania danych do zasobu zawarty jest w "Wytycznych opracowania TBD".
Przedstawiona w wytycznych wielowariantowość organizacji procesu technologicznego ma na celu umożliwienie podziału prac na etapy w zależności od lokalnych2potrzeb i możliwości finansowych gestorów TBD. Pozwala również na angażowanie w poszczególne etapy różnych wykonawców. Dodatkową korzyścią jest możliwość dokładnego określania kosztów przygotowania danych do zasobu podstawowego TBD oraz zasobu kartograficznego. Wybór wariantu pozostawia się do określenia zleceniodawcy w specyfikacji istotnych warunków zamówienia w ramach poszczególnych przetargów.
DALSZY ROZWÓJ WYTYCZNYCH TBD
Wprowadzana do użycia obecnie wersja wytycznych jest pierwszą wersją, która zostanie zweryfikowana w rzeczywistych pracach produkcyjnych. Zakłada się, więc w okresie pierwszego roku szczegółową analizę uwag wykonawców TBD i opracowanie kolejnej wersji "Wytycznych opracowania TBD".
Równolegle zostaną rozpoczęte prace nad modyfikacją istniejących "Zasad opracowania Mapy Topograficznej 1:10 000" w celu ich dostosowania do nowych możliwości wynikających z wprowadzenia TBD.
Dalsze prace rozwojowe TBD będą zmierzały m.in. w kierunku badania możliwości zróżnicowania poziomu informacyjnego TBD na różnych obszarach kraju, możliwości łączenia bazy TBD z danymi pozyskanymi z baz wielkoskalowych oraz z bazami danych o poziomie szczegółowości i dokładności odpowiadającej mapom topograficznym w skali 1:50 000 i mniejszych, zdefiniowania potrzeb i możliwości zasilania danymi urzędowych specjalistycznych baz danych np. geologicznych, sozologicznych, opracowania nowych metod prezentacji kartograficznej danych TBD a także standaryzacji systemu informatycznego zarządzania TBD. Prace obejmą także zdefiniowanie metod aktualizacji danych.
W niedługim czasie opracowana zostanie metodyka i wytyczne techniczne w zakresie kontroli danych przyjmowanych do zasobu TBD.
Rozwój Topograficznej Bazy Danych uznano za celowe podzielić na dwa zasadnicze okresy. Pierwszy z nich, ograniczony czasowo, jest zdominowany przez problemy tworzenia ogólnokrajowego cyfrowego zasobu danych topograficznych oraz dochodzenia systemu do pełnej sprawności informacyjnej. Będzie się go nazywać "stadium rozwijania systemu". Na tym etapie swego rozwoju Topograficzna Baza Danych ma okrzepnąć organizacyjnie i przygotować się do zarabiania na swoje utrzymanie i dalszy rozwój. Drugi, nie limitowany czasowo, okres egzystencji Topograficznej Bazy Danych to "stadium eksploatacji systemu". Z kolei, w tym stadium rozwoju trzeba dokończyć budowę zasobu danych w jego wymiarze terytorialnym i rozpocząć jego wzbogacanie w wymiarze informacyjnym, a ponadto trzeba regularnie go uaktualniać. Na tym etapie System Informatyczny TBD musi konsekwentnie nadążać za postępem technicznym w operowaniu informacją. Głównym problemem tego okresu będzie jednakże przejście systemu na samofinansowanie się. Z przyczyn oczywistych, proponowana strategia rozwoju TBD skupia się przede wszystkim na prawidłowym rozwiązaniu złożonych organizacyjnie i technologicznie zagadnień stadium początkowego. Tu popełnione błędy będą rzutować na rozmiary końcowego sukcesu ekonomicznego tego przedsięwzięcia.
***************************
Pracownia Zastosowań Numerycznych
WPG S.A. zajmuje się problematyką TBD od 1999 roku. W tej pracowni powstało pierwsze
pilotażowe opracowanie TBD dla obiektów "Wisła" i "Dunajec". Od roku 2000 trwają prace nad
obiektem "Kujawy". W marcu 2003 roku, na podstawie doświadczeń zgromadzonych w trakcie pracy
nad obiektami pilotażowymi Główny Geodeta Kraju opublikował Wytyczne Techniczne Baza Danych
Topograficznych, określające wymagania, jakie powinny spełniać dane gromadzone w zasobach TBD.
Głównym zadaniem pracowni jest pozyskiwanie wysokiej jakości danych do zasobów TBD.
Obecnie trwają
prace nad udoskonaleniem technologii pozyskiwania danych do TBD - szczególnie w zakresie
pozyskiwania danych wektorowych. Niebagatelną rolę odgrywa również opracowywanie nowych koncepcji
w zakresie Systemu Zarządzania TBD, Systemów Kontroli Danych TBD oraz Produkcji Mapy Topograficznej
w Standardzie TBD z wykorzystaniem danych zgromadzonych w bazie danych. Nowym zadaniem jest stworzenie
koncepcji wykorzystania nowoczesnych rozwiązań z zakresu GIS do produkcji wysokiej jakości opracowań i map
będących wynikiem analiz przestrzennych zbioru danych graficznych i semantycznych zawartych w TOPOGRAFICZNEJ BAZIE DANYCH.
Pracownia Zastosowań Numerycznych zatrudnia zespół doświadczonych
kartografów, programistów oraz specjalistów z zakresu Systemów Informacji Geograficznej.
W pracach nad powstaniem TBD wykorzystywany jest szeroki wachlarz oprogramowania klasy GIS:
ArcGis 9.0, ArcGis 8.3, ArcView 3.x, MGE, Geomedia; oprogramowanie klasy CAD:
Microstation SE, Microstation V8, AutoCad. Ponadto wykorzystywane jest szeroko autorskie oprogramowanie
aplikacyjne wspomagające pozyskiwanie danych.
Obecne prace projektowe nad TBD koncentrują się na:
Opracowaniem nowelizacji Wytycznych TBD
Systemem Zarządzania Topograficzną Bazą Danych
procesem obejmującym kontrolę TBD -(kontrola zasobu podstawowego TBD)
procesem aktualizacji (wspomaganie procesu aktualizacji zasobu podstawowego TBD)
procesem Importu/Exportu GML (konwersja formatu TBD-GML do struktur ESRI geodatabase)
procesem ZasobnikTBD (zestaw modułów dostosowujących aplikację ArcMap do pracy z
Bazą Danych Topograficznych)
procesem konwersji danych (moduł konwersji danych stosowanych w systemach informacji
geograficznej (pliki typu: shp, E00, mif, gml, dgn))
Opracowaniem procedur kontrolnych TBD
Szkoleniami w zakresie metod pozyskiwania i kontroli danych TBD
Firma
