Утвержден
Приказ Минобразования России
от 16.01.98 N 68
Министерство общего и профессионального образования Российской
Федерации
ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ МИНОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ
Информационные технологии в высшей школе
Геоинформатика и
географические информационные
системы
Общие положения
ОСТ ВШ 02.001-97
Москва
Разработан Министерством общего и профессионального образования
Российской Федерации
Разработчики:
Центр информатизации Минобразования России
Пущинский специализированный центр новых информационных
технологий
Географический факультет Московского государственного университета
Московский государственный университет геодезии и картографии
Внесен: Отдел информатизации Управления научно-исследовательских
работ
Минобразования России
УДК 65.015.13.011.58:006.354
Отраслевой стандарт Минобразования России
------------------------------------------------------------------
Информационные технологии в высшей школе
Information Technologies in Higher Education
Геоинформатика и географические
информационные системы ОСТ ВШ 02.001-97
Geoinformatics and Geographic Information
Systems
Дата введения 01.03.98
Настоящий стандарт является основополагающим. Стандарт устанав-
ливает общие положения в области геоинформатики и географических
информационных систем (ГИС), реализующих информационную технологию
в высшей школе, и включает термины и определения основных понятий,
правила построения классификаций ГИС, общие функциональные требова-
ния к ГИС, общую структуру, а также общие требования к документиро-
ванию ГИС.
Положения настоящего стандарта подлежат применению высшими,
средними и средними специальными учебными заведениями, научноиссле-
довательскими институтами и иными организациями Минобразования Рос-
сии, а также организациями других министерств и ведомств - исполни-
телями научно-технических программ по информатизации образования,
выполняемых по заданиям Минобразования России.
Настоящий стандарт разработан с учетом положений ГОСТ Р 1.2-92
"Государственная система стандартизации Российской Федерации. Поря-
док разработки государственных стандартов" и ГОСТ Р 50828-95 "Ге-
оинформационное картографирование. Пространственные данные, цифро-
вые и электронные карты. Общие требования".
Настоящий стандарт должен применяться совместно с ОСТ ВШ
01.001-94 "Информационные технологии в высшей школе. Комплекс стан-
дартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Об-
щие положения".
1. Основные положения
1.1. Типы отраслевых стандартов в области геоинформатики и ГИС
для высшей школы определяются наличием следующих объектов стандар-
тизации:
географические информационные системы (ГИС);
геоинформационные технологии;
географические (пространственные) данные;
профессиональная деятельность разработчиков и пользователей
ГИС.
1.2. Стандарты на географические информационные системы опреде-
ляют их функциональную структуру, систему классификации, порядок
проектирования, создания, использования и развития.
1.3. Стандарты на геоинформационные технологии определяют тех-
нические и программные средства их разработки и эксплуатации.
1.4. Стандарты на географические (пространственные) данные оп-
ределяют требования к системам классификации и кодирования, форматы
хранения, представления и обмена, описание качества, документирова-
ние (метаданные).
1.5. Стандарты на профессиональную деятельность в области ГИС
определяют сферы профессиональной деятельности, виды и порядок вы-
полнения работ, круг обязанностей и требования к подготовке специа-
листов.
2. Термины и определения основных понятий
Термины и определения, устанавливаемые данным стандартом, пред-
назначены для использования во всех видах документации и литературы
по геоинформатике и ГИС, входящих в сферу работ по отраслевой стан-
дартизации высшей школы, и рекомендуются для применения в науч-
но-технической, справочной и учебной литературе, используемой в
системе Минобразования России.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин и
приведен его англоязычный эквивалент. Для отдельных стандартизован-
ных терминов приведены допустимые к применению синонимы.
Приведенные определения можно при необходимости изменять и ре-
дактировать, вводя в них производные признаки, уточняя значения ис-
пользуемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем опре-
деляемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание
понятий, определенных в данном стандарте.
Термины и определения основных понятий:
2.1. Геоинформатика - Geoinformatics
Научно-технический комплекс, объединяющий одноименную отрасль
научного знания, технологию и прикладную (производственную) дея-
тельность, которые связаны со сбором, хранением, обработкой и отоб-
ражением пространственных (географических) данных, а также с проек-
тированием, созданием и эксплуатацией ГИС.
2.2. Географическая информационная система (ГИС) - Geographic
Information System (GIS)
Совокупность технических, программных и информационных средств,
обеспечивающих ввод, хранение, обработку, математико-картографичес-
кое моделирование и образное интегрированное представление геогра-
фических и соотнесенных с ними атрибутивных данных для решения
проблем территориального планирования и управления.
2.3. Географические данные - Geographic data
Синонимы: Пространственные данные - Spatial Data, Геоданные -
Geodata Набор данных, которые индивидуально или в определенной со-
вокупности определяют географическое положение и форму реальных
пространственных объектов.
2.4. Реальный пространственный объект - Spatial Entity Object
Синоним - Географический объект (Geographic Entity) Любой конк-
ретный или абстрактный объект реального мира, который может быть
определен однозначным содержанием и границами и описан в ГИС в виде
набора геоданных.
2.5. Геокод - Geocode
Кодовое значение (сочетание символов), присвоенное пространс-
твенному объекту, которое отражает информацию о географическом по-
ложении объекта и используется для доступа к данным ГИС, относящим-
ся к этому объекту.
2.6. Атрибутивные данные - Attribute Data
Качественные или количественные (неграфические) данные, предс-
тавленные в виде свойств или характеристик, относящихся к опреде-
ленному пространственному объекту базы данных ГИС.
2.7. Модель геоданных - Geodata Model
Формализованная система представления географических данных в
ГИС.
Термины и определения основных понятий (продолжение):
2.8. Векторная модель географических данных - Vector Geographic
Data Model
Способ представления географических данных в базе данных ГИС в
виде задания пар прямоугольных координат точек (X,Y), которые опре-
деляют начало и направление вектора (элементарную дугу). Последова-
тельность дуг образует линейный пространственный объект базы данных
ГИС. Каждый линейный объект определяется упорядоченным набором пар
координат точек. В свою очередь, набор замкнутых линейных объектов
образует полигон - площадной пространственный объект базы данных
ГИС.
2.9. Растровая модель географических данных - Raster Geographic
Data Model
Способ представления географических данных в базе данных ГИС в
виде равномерной ячеистой структуры, формирующей прямоугольную мат-
рицу, в которой каждый элемент принимает определенное значение,
присущее реальному пространственному объекту.
2.10. Электронная карта - Electronic Map
Векторная или растровая общегеографическая или тематическая
карта, сформированная на машинном носителе (оптическом диске).
2.11. Электронный атлас - Electronic Atlas
Тематически и логически структурированная система электронных
карт, созданная по единой программе и поддерживаемая с помощью спе-
циализированных программных средств как целостное картографическое
произведение определенного назначения.
2.12. Цифровая карта - Digital Map
Цифровое выражение векторного или растрового представления об-
щегеографической или тематической карты, записанное в определенном
формате, обеспечивающем ее хранение, редактирование и воспроизведе-
ние.
2.13. Геокодирование - Geocoding
Перевод географических координат, описывающих местоположение и
форму реального пространственного объекта, в набор прямоугольных
координат или элементов-ячеек равномерной сети.
2.14. Регулярная сеть - Regular Grid
Способ организации географических данных в базе данных ГИС в
виде множества равных по размерам и территориально сопряженных эле-
ментовячеек, упорядоченных в виде строк и столбцов. Географическое
местоположение каждого элемента (X,Y) определяется порядковыми но-
мерами соответствующих строки и столбца.
Термины и определения основных понятий (продолжение):
2.15. Нерегулярная триангуляционная сеть - Triangulated
Irregular Network (TIN)
Структура организации географических данных, описывающая трех-
мерную земную поверхность в виде связанных между собою общими вер-
шинами и сторонами непересекающихся треугольников неправильной фор-
мы. Каждый треугольник сети определяется тремя координатами (X,Y,Z)
его вершин.
2.16. Цифровая модель местности - Digital Terrain Model (DTM)
Цифровая форма представления земной поверхности в виде сети
(матрицы) высот или списка трехмерных координат X,Y,Z.
2.17. Цифровая модель рельефа - Digital Elevation Model (DEM)
Файл значений высотных отметок, приуроченных к узлам достаточно
мелкой регулярной сети и организованных в виде прямоугольной матри-
цы, представляющей собой цифровое выражение высотных характеристик
рельефа на топографической карте.
2.18. Трехмерная (пространственная) модель - 3D (Spatial) Model
Наглядная и измеримая цифровая модель местности, построенная в
системе координат X,Y,Z в соответствии с заданными условиями прост-
ранственной ориентации относительно наблюдателя.
2.19. Географическая база данных - Geographic Database
Совокупность цифровых географических данных (картографических
слоев или покрытий) и соотнесенных с ними атрибутивных данных, ор-
ганизованных с целью их эффективного хранения и использования в
ГИС.
2.20. Картографическая база данных, База картографических дан-
ных - Map Database
Концептуально, логически и физически взаимосвязанный набор кар-
тографических слоев, в цифровой (векторной или растровой) форме ха-
рактеризующих местоположение и форму реальных пространственных объ-
ектов (в виде точек, линий, полигонов, элементов регулярной или
триангуляционной сети) и связанных с атрибутивными данными об этих
объектах.
2.21. Метаданные пространственных данных - Spatial Metadata
Данные, описывающие содержание, объем, положение в пространс-
тве, качество и другие характеристики и свойства пространственных
(географических) данных.
Термины и определения основных понятий (продолжение):
2.22. Картографический слой - Map Layer, Map Overlay
Интегрированный набор географических данных, представляющих оп-
ределенный тип реальных пространственных объектов или их совокуп-
ность, объединенную по общему признаку или его конкретным значени-
ям.
2.23. Покрытие - Coverage
Цифровая модель карты, формирующая единицу хранения векторной
базы картографических данных ГИС. Покрытие хранит географические
объекты первичного уровня (точки, дуги, узлы, полигоны) и вторично-
го уровня (координаты углов, аннотации и проч.).
2.24. Точка - Point
Элементарный геометрический объект географической базы данных
ГИС нулевой размерности, который определяет местоположение соот-
ветствующего точечного реального пространственного объекта.
2.25. Дуга - Arc
Элементарный геометрический объект географической базы данных
ГИС, который определяет местоположение соответствующего линейного
реального пространственного объекта или его части, а также границы
полигона или ее фрагмента.
2.26. Полигон - Polygon
Элементарный геометрический объект географической базы данных
ГИС, который определяет местоположение соответствующего площадного
реального пространственного объекта.
2.27. Линейно-узловая топология - Arc-Node Topology
Синоним - Векторная топология (Vector Topology) Пространствен-
ные отношения разного уровня между связанными или примыкающими
друг
к другу геометрическими элементами одного покрытия или слоя (точка-
ми, дугами, полигонами), позволяющие формально описывать геометри-
ческую форму пространственных объектов в базе данных ГИС и осущест-
влять их анализ и перестройку только за счет топологической инфор-
мации, без обработки координатных данных.
2.28. Модель картографирования - Mapping Model
Формализованная схема, описывающая процесс многократного комби-
нирования и сопряженного анализа картографических слоев в ГИС, в
результате которого синтезируется новая карта.
Термины и определения основных понятий (продолжение):
2.29. Геоинформационное картографирование - Geoinformation
Mapping Автоматизированное создание и применение карт на основе ГИС
и баз картографических данных и знаний.
2.30. Автоматизированное картографирование - Automated Mapping
Процесс составления карт при помощи графических устройств (графи-
ческий дисплей, плоттер), управляемых ЭВМ, и специализированного
программного обеспечения.
2.31. Система автоматизированного картографирования -
Computer-aided mapping (CAM) system
Автоматизированная система, которая помогает оператору осущест-
влять стандартные процедуры картографирования - проектирование,
составление, редактирование, оформление и печатание карт.
2.32. Базовая пространственная единица - Basic Spatial Unit
(BSU)
Синоним - Единица картографирования (Mapping Unit)
Элементарный объект, обладающий набором одинаковых свойств в
контексте выбранной классификации.
2.33. Пространственный запрос - Spatial Query
Синоним - Картографический запрос (Map Query)
Процесс выборки информации из базы данных ГИС, основанный на
запросах, подразумевающих установление местоположения объектов или
пространственных отношений между ними с помощью цифровой карты.
3. Классификации ГИС
3.1. ГИС могут быть классифицированы по следующим признакам:
по назначению - в зависимости от целевого использования и ха-
рактера решаемых задач;
по проблемно-тематической ориентации - в зависимости от области
применения;
по территориальному охвату - в зависимости от масштабного ряда
цифровых картографических данных, составляющих базу данных ГИС;
по способу организации географических данных - в зависимости от
форматов ввода, хранения, обработки и представления картографичес-
кой информации.
3.2. По назначению возможно выделение следующих видов ГИС:
многоцелевые;
информационно-справочные;
мониторинговые и инвентаризационные;
исследовательские;
принятия решений;
учебные;
издательские;
иного назначения.
3.3. По проблемно-тематической ориентации возможно выделение
следующих видов ГИС:
экологические и природопользовательские;
социально-экономические;
земельно-кадастровые;
геологические;
инженерных коммуникаций и городского хозяйства;
чрезвычайных ситуаций;
навигационные;
транспортные;
торгово-маркетинговые;
археологические;
иной ориентации.
3.4. По территориальному охвату устанавливают следующие виды
ГИС:
глобальные;
общенациональные;
региональные;
локальные;
муниципальные.
3.5. По способу организации географических данных устанавливают
следующие виды ГИС:
векторные;
растровые;
векторно-растровые;
трехмерные.
4. Общие функциональные требования к ГИС
4.1. ГИС должны выполнять следующие основные функции:
функции автоматизированного картографирования (АК);
функции пространственного анализа (ПА);
функции управления данными (УД).
4.2. Функции АК должны обеспечивать работу с картографическими
данными ГИС с целью их отбора, обновления и преобразования для про-
изводства высококачественных карт и рисунков. Функции АК должны
включать векторно-растровые преобразования, преобразования коорди-
натной системы, картографических проекций и масштабов, "склейки"
отдельных листов, осуществления картометрических измерений (вычис-
ления площадей, расстояний), размещение текстовых надписей и вне-
масштабных картографических знаков, формирование макета печати.
4.3. Функции ПА должны обеспечивать совместное использование и
обработку картографических и атрибутивных данных в интересах созда-
ния производных картографических данных. Функции ПА должны включать
анализ географической близости, анализ сетей, топологическое нало-
жение полигонов, интерполяцию и изолинейное картографирование по-
лей, вычисление буферных зон.
4.4. Функции УД должны обеспечивать работу с атрибутивными
(неграфическими) данными ГИС с целью их отбора, обновления и преоб-
разования для производства стандартных и рабочих отчетов. Функции
УД должны включать пользовательские запросы, генерацию пользова-
тельских документов, статистические вычисления, логические опера-
ции, поддержание информационной безопасности, стандартных форм зап-
росов и представления их результатов.
5. Структура географических информационных систем
5.1. В общем виде ГИС должны состоять из следующих четырех под-
систем:
сбора, подготовки и ввода данных;
хранения, обновления и управления данными;
обработки, моделирования и анализа данных;
контроля, визуализации и вывода данных.
5.2. Основная задача подсистемы сбора, подготовки и ввода дан-
ных - формирование баз географических и атрибутивных данных ГИС.
5.3. Основная задача подсистемы хранения, обновления и управле-
ния данными - организация хранения данных, обеспечение процедур их
редактирования и обновления, обслуживание запросов на информацион-
ный поиск, поступающих в систему.
5.4. Основная задача подсистемы обработки, моделирования и ана-
лиза данных - организация обработки данных, обеспечение процедур их
преобразования, математического моделирования и сопряженного анали-
за.
5.5. Основная задача подсистемы контроля, визуализации и вывода
данных - генерация и оформление результатов работы системы в виде
карт, графических изображений, таблиц, текстов на твердых или маг-
нитных носителях.
6. Общие требования к документированию ГИС
6.1. Документирование ГИС должно включать создание следующих
видов технической документации:
документация разработки ГИС;
документация продукции ГИС;
документация управления проектом создания и эксплуатации ГИС.
6.2. Документация разработки ГИС должна описывать процесс раз-
работки, определять требования, которым должна удовлетворять ГИС,
определять проект ГИС, определять как контролируется ее разработка,
как обеспечивается ее качество, как осуществляется ее поддержка и
развитие.
Типовыми документами разработки ГИС могут являться:
исходный заказ (техническое задание) на разработку ГИС и анализ
осуществимости проекта;
спецификация требований к ГИС;
спецификация функций ГИС;
проектные спецификации, включая спецификации программного обес-
печения и данных;
планы разработки;
планы создания (сборки) и тестирования;
планы обеспечения качества, стандарты и графики;
планы поддержки, развития и использования.
6.3.Документация продукции ГИС должна определять виды геоинфор-
мационной продукции, обеспечивать информацию, необходимую для про-
изводства, преобразования, обновления, определения качества и пере-
дачи продукции, создаваемой в процессе эксплуатации ГИС. Типовыми
документами продукции ГИС могут являться:
описание продукции, включая форму, вид, территориальный охват,
показатели качества содержания, цифрового представления и проч.;
спецификация внешних форматов представления и форматов переда-
чи.
6.4. Документация управления ГИС-проектом должна создаваться на
основе информации управления проектом, такой как:
планы и графики каждой стадии процесса создания ГИС и отчеты об
изменениях графиков;
отчеты о согласованных изменениях первоначального проекта раз-
работки;
отчеты о решениях, связанных с разработкой;
распределение обязанностей среди разработчиков;
принятые стандарты и нормативные документы создания и эксплуа-
тации ГИС и использования геоданных в предметно-проблемных облас-
тях, определенных заказчиком на разработку ГИС.
ОСТ ВШ 02.001-97
Приложение 1
Рекомендуемое
Перечень рекомендуемых к разработке основных
отраслевых стандартов и руководящих материалов в области
геоинформатики и геоинформационных систем
-------------------------------------------------------------------
N Обозначение
п/п отраслевого Наименование отраслевого стандарта
стандарта,
руководящего
документа
-------------------------------------------------------------------
1 ОСТ ВШ 02.001-97 Информационные технологиия в высшей
школе. Геоинформатика и географические
информационные системы. Общие
положения.
-------------------------------------------------------------------
2 ОСТ ВШ 02.002-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Термины и
определения.
-------------------------------------------------------------------
3 ОСТ ВШ 02.201-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Требования к
составу и содержанию технической
документации на геоинформационные
системы и технологии.
-------------------------------------------------------------------
4 ОСТ ВШ 02.501-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Требования к
геоинформационным системам, их
техническому, математическому и
информационному обеспечению.
-------------------------------------------------------------------
5 ОСТ ВШ 02.601-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Порядок
проектирования, ввода в действие,
функционирования и развития
геоинформационных систем.
-------------------------------------------------------------------
6 ОСТ ВШ 02.801-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Виды
профессиональной деятельности в области
проектирования, создания, эксплуатации
и развития геоинформационных систем.
-------------------------------------------------------------------
7 ОСТ ВШ 02.401-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Технологические
процессы (методы) сбора,
систематизации, хранения, анализа,
обработки (моделирования), визуализации
и передачи пространственных данных ГИС.
-------------------------------------------------------------------
8 ОСТ ВШ 02.402-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Метаданные и
обменные форматы пространственных
данных, цифровых карт и электронных
атласов учебно-образовательного
назначения.
-------------------------------------------------------------------
9 ОСТ ВШ 02.403-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Технические
условия и требования к наборам
пространственных данных, цифровым
тематическим картам и электронным
атласам учебно-образовательного
назначения.
-------------------------------------------------------------------
10 ОСТ ВШ 02.701-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Методы и
алгоритмы решения учебных и
информационно-аналитических задач,
моделирования пространственных ситуаций
и процессов с помощью ГИС.
-------------------------------------------------------------------
11 ОСТ ВШ 02.802-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Методика
испытаний технических и программных
средств ГИС учебно-образовательного
назначения.
-------------------------------------------------------------------
12 Р ВШ 02.301-ХХ ИТВШ. Геоинформатика и географические
информационные системы. Рекомендации по
интеграции геоинформационных систем в
информационную среду учебного
(научного) заведения.
-------------------------------------------------------------------
Информационные данные
1. Разработан Министерством общего и профессионального образо-
вания Российской Федерации
Исполнители
Иванников А.Д., д.т.н., проф.(рук), Берлянт А.М., д.г.н, проф.,
Мартыненко А.И., д.т.н., проф., Симонов А.В., к.г.н., доц., Тикунов
В.С., д.г.н., проф.
2. Утвержден и введен приказом Министерства общего и профессио-
нального образования Российской Федерации от ____________
N______________
3. Срок проверки - 2003 г., периодичность проверки - 5 лет
4. Вводится впервые
5. Ссылочные нормативно-технические документы (НТД)
Обозначения НТД, на которые дана ссылка Номер раздела
ГОСТ Р 1.2-92 Вводная часть
ГОСТ Р 50828-95 Вводная часть
ОСТ ВШ 01.001-94 Вводная часть