ISO 19123:2005 地理情報—カバレッジのジオメトリと機能のスキーマ | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って作成されます。

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 19123 は、技術委員会 ISO/TC 211, 地理情報/地理学によって作成されました。

序章

地理現象は、離散と連続の 2 つの大きなカテゴリに分類されます。離散現象は、比較的明確に定義された境界または空間範囲を持つ認識可能なオブジェクトです。例としては、建物、小川、測定ステーションなどがあります。連続現象は空間的に変化し、特定の範囲を持ちません。例としては、温度、土壌組成、標高などがあります。連続現象の値または説明は、空間 (および場合によっては時間) の特定の位置でのみ意味があります。たとえば、温度は、測定または他の場所からの補間に関係なく、定義された場所でのみ特定の値を取ります。

これらの概念は相互に排他的ではありません。実際、ランドスケープの多くの構成要素は、離散的または連続的と見なすことができます。たとえば、ストリームは個別のエンティティですが、その流量と水質指標は位置によって異なります。同様に、高速道路は、1 つのフィーチャ、または事故や交通の流れを測定する観測の集合と考えることができます。また、農地は、空間オブジェクトであると同時に、時間の経過に伴う一連の収穫量の測定値でもあります。

歴史的に、地理情報は、ベクター データとラスター データと呼ばれる 2 つの基本的なタイプの観点から扱われてきました。

「ベクトルデータ」は離散的な現象を扱い、それぞれが特徴として考えられます。離散的な現実世界の現象の空間特性は、1 つまたは複数のジオメトリ プリミティブ (ポイント、カーブ、サーフェス、またはソリッド) のセットによって表されます。現象のその他の特徴は、特徴属性として記録されます。通常、1 つのフィーチャは 1 つの属性値セットに関連付けられます。 ISO 19107:2003 は、ジオメトリ プリミティブとトポロジ プリミティブの観点からフィーチャを記述するためのスキーマを提供します。

一方、「ラスターデータ」は、空間的に連続的に変化する現実世界の現象を扱います。これには一連の値が含まれており、それぞれがポイントまたはセルの規則的な配列内の要素の 1 つに関連付けられています。通常、ポイント間またはセル内の空間位置で値を補間する方法に関連付けられています。このデータ構造は、空間上で連続的に変化する現象を表すために使用できる唯一のものではないため、この国際標準では、Open GIS Consortium [1]の抽象仕様から採用された「カバレッジ」という用語を使用して、任意のデータ構造を参照します。値を空間位置に直接割り当てるデータ表現。カバレッジは、空間、時間、または時空間ドメインから属性範囲への関数です。カバレッジは、そのドメイン内の位置を、定義されたデータ型の値のレコードに関連付けます。

この国際規格では、カバレッジは機能のサブタイプです。カバレッジは、属性タイプごとに複数の値を持つフィーチャであり、フィーチャの幾何学的表現内の各直接位置には、属性タイプごとに 1 つの値があります。

離散現象と連続現象の概念が相互に排他的ではないのと同様に、離散フィーチャまたはカバレッジとしてのそれらの表現も相互に排他的ではありません。同じ現象が、個別の特徴またはカバレッジのいずれかとして表される場合があります。都市は、名前、面積、総人口などの属性ごとに 1 つの値を返す個別の機能と見なすことができます。都市の特徴は、都市の各位置の人口密度、地価、大気質指数などの値を返すカバレッジとして表すこともできます。

さらに、カバレッジは、共通の属性を持つ離散フィーチャのコレクションから導出できます。各位置でのカバレッジの値は、その位置にあるフィーチャの属性の値です。逆に、個別のフィーチャのコレクションをカバレッジから派生させることができます。各個別のフィーチャは、指定された属性値に関連付けられた一連の位置で構成されます。

1 スコープ

この国際規格は、カバレッジの空間特性の概念スキーマを定義しています。カバレッジは、空間、時間、または時空間ドメインからフィーチャ属性値へのマッピングをサポートします。フィーチャ属性タイプは、ドメイン内のすべての地理的位置に共通です。カバレッジ ドメインは、最大 3 つの空間次元と時間次元で定義できる座標空間内の直接位置のコレクションで構成されます。カバレッジの例には、ラスター、三角測量の不規則なネットワーク、ポイント カバレッジ、およびポリゴン カバレッジが含まれます。カバレッジは、リモート センシング、気象学、海底地形、標高、土壌、植生のマッピングなど、多くのアプリケーション分野で一般的なデータ構造です。この国際規格は、カバレッジのドメインと関連する属性範囲との間の関係を定義します。空間ドメインの特性は定義されていますが、属性範囲の特性はこの規格の一部ではありません。

3 参考文献

本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

参考文献

[1]Open Geospatial Consortium, The OpenGIS Specification: Abstract Specification 、Wayland, マサチューセッツ、1999 年。<http://www.opengeospatial.org/specs/> で入手可能
[2]Dictionary of Computing 、第 4 版、オックスフォード大学出版局、1996 年
[3]ISO 19101:2002, 地理情報 — 参照モデル
[4]ISO/IEC 19501:2005, 情報技術 - オープン分散処理 - 統一モデリング言語 (UML) バージョン 1.4.2
[5]ヒルトン、PJおよびワイリー、S.、ホモロジー理論、代数トポロジーの紹介、ケンブリッジ大学出版局、1960
[6]Kidner 、DB, 通常のグリッド デジタル標高モデルの高次補間、International Journal of Remote Sensing Vol. 14, 2003 年 7 月、pp. 2981-2987
[7]Laurini , R. and Thomas , D., Fundamentals of Spatial Information Systems , Academic Press, 1992
[8]Goodchild MF およびGrandfield AW, ラスター ストレージの最適化: 4 つの選択肢の検討、 IAuto-Carto 6, 1983
[9]ギルバー、W.、キューブ充填ヒルベルト曲線、Mathematical Intelligencer 6, (3)、1984

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 19123 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.

Introduction

Geographic phenomena fall into two broad categories — discrete and continuous. Discrete phenomena are recognizable objects that have relatively well-defined boundaries or spatial extent. Examples include buildings, streams and measurement stations. Continuous phenomena vary over space and have no specific extent. Examples include temperature, soil composition and elevation. A value or description of a continuous phenomenon is only meaningful at a particular position in space (and possibly time). Temperature, for example, takes on specific values only at defined locations, whether measured or interpolated from other locations.

These concepts are not mutually exclusive. In fact, many components of the landscape may be viewed alternatively as discrete or continuous. For example, a stream is a discrete entity, but its flow rate and water quality index vary from one position to another. Similarly, a highway can be thought of as a feature or as a collection of observations measuring accidents or traffic flow, and an agricultural field is both a spatial object and a set of measurements of crop yield through time.

Historically, geographic information has been treated in terms of two fundamental types called vector data and raster data.

"Vector data" deals with discrete phenomena, each of which is conceived of as a feature. The spatial characteristics of a discrete real-world phenomenon are represented by a set of one or more geometric primitives (points, curves, surfaces or solids). Other characteristics of the phenomenon are recorded as feature attributes. Usually, a single feature is associated with a single set of attribute values. ISO 19107:2003 provides a schema for describing features in terms of geometric and topological primitives.

"Raster data", on the other hand, deals with real-world phenomena that vary continuously over space. It contains a set of values, each associated with one of the elements in a regular array of points or cells. It is usually associated with a method for interpolating values at spatial positions between the points or within the cells. Since this data structure is not the only one that can be used to represent phenomena that vary continuously over space, this International Standard uses the term"coverage," adopted from the Abstract Specification of the Open GIS Consortium [1] , to refer to any data representation that assigns values directly to spatial position. A coverage is a function from a spatial, temporal or spatiotemporal domain to an attribute range. A coverage associates a position within its domain to a record of values of defined data types.

In this International Standard, coverage is a subtype of feature. A coverage is a feature that has multiple values for each attribute type, where each direct position within the geometric representation of the feature has a single value for each attribute type.

Just as the concepts of discrete and continuous phenomena are not mutually exclusive, their representations as discrete features or coverages are not mutually exclusive. The same phenomenon may be represented as either a discrete feature or a coverage. A city may be viewed as a discrete feature that returns a single value for each attribute, such as its name, area and total population. The city feature may also be represented as a coverage that returns values such as population density, land value or air quality index for each position in the city.

A coverage, moreover, can be derived from a collection of discrete features with common attributes, the values of the coverage at each position being the values of the attributes of the feature located at that position. Conversely, a collection of discrete features can be derived from a coverage, each discrete feature being composed of a set of positions associated with specified attribute values.

1 Scope

This International Standard defines a conceptual schema for the spatial characteristics of coverages. Coverages support mapping from a spatial, temporal or spatiotemporal domain to feature attribute values where feature attribute types are common to all geographic positions within the domain. A coverage domain consists of a collection of direct positions in a coordinate space that may be defined in terms of up to three spatial dimensions as well as a temporal dimension. Examples of coverages include rasters, triangulated irregular networks, point coverages and polygon coverages. Coverages are the prevailing data structures in a number of application areas, such as remote sensing, meteorology and mapping of bathymetry, elevation, soil and vegetation. This International Standard defines the relationship between the domain of a coverage and an associated attribute range. The characteristics of the spatial domain are defined whereas the characteristics of the attribute range are not part of this standard.

3 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO/TS 19103:2005, Geographic information — Conceptual schema language
  • ISO 19107:2003, Geographic information — Spatial schema
  • ISO 19108:2002, Geographic information — Temporal schema
  • ISO 19109:2005, Geographic information — Rules for application schema
  • ISO 19111:2003, Geographic information — Spatial referencing by coordinates
  • ISO 19115:2003, Geographic information — Metadata

Bibliography

[1]Open Geospatial Consortium, The OpenGIS Specification: Abstract Specification, Wayland, Massachusetts, 1999. Available at <http://www.opengeospatial.org/specs/>
[2]Dictionary of Computing, Fourth Edition, Oxford University Press, 1996
[3]ISO 19101:2002, Geographic information — Reference model
[4]ISO/IEC 19501:2005, Information technology ― Open Distributed Processing ― Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2
[5]Hilton, P. J. and Wylie, S., Homology Theory, an Introduction to Algebraic Topology, Cambridge University Press, 1960
[6]Kidner, D.B., Higher-order interpolation of regular grid digital elevation models, International Journal of Remote Sensing Vol. 24, No. 14, July 2003, pp. 2981-2987
[7]Laurini, R. and Thompson, D., Fundamentals of Spatial Information Systems, Academic Press, 1992
[8]Goodchild, M. F. and Grandfield, A. W., Optimizing Raster Storage: An Examination of Four Alternatives, IAuto-Carto 6, 1983
[9]Gilber, W., A Cube-filling Hilbert Curve, Mathematical Intelligencer 6(3), 1984