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