ГОСТ Р 70846.4-2023 Национальная система пространственных данных. Система классификации и кодирования. Разработка и применение систем классификации и кодирования пространственных данных. Общие требования

        ГОСТ Р 70846.4-2023

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ

Система классификации и кодирования. Разработка и применение систем классификации и кодирования пространственных данных.

Общие требования

National spatial data system. Classification and coding system. Development and application of spatial data classification and coding systems. General requirements

ОКС 35.240.70

Дата введения 2024-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Публично-правовой компанией "Роскадастр" (ППК "Роскадастр")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 394 "Географическая информация/геоматика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2023 г. N 1456-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Настоящий стандарт входит в группу стандартов, устанавливающих требования к элементам национальной системы пространственных данных (НСПД), которая представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов информационно-технологического, организационного, методологического, кадрового, научного и нормативно-правового характера при создании, поиске, сборе, хранении, обработке, предоставлении и распространении пространственных данных, в том числе с использованием географических и иных информационных систем. Комплекс стандартов на НСПД распространяется на термины и определения, онтологию, геосервисы, визуализацию пространственных данных, систему классификации и кодирования пространственных данных и другие объекты стандартизации.

Цель настоящего стандарта состоит в обеспечении единых подходов к разработке и применению систем классификации и кодирования при создании, ведении, предоставлении и использовании пространственных данных.

Единые подходы к разработке и применению систем классификации и кодирования позволяют в дальнейшем повысить качественные свойства и расширить области использования наборов пространственных данных, сформированных на основе единых принципов и правил классификации и кодирования.

Требования настоящего стандарта направлены на оптимизацию и унификацию систем классификации географической информации и продуктов, создаваемых на ее основе, обеспечение их совместимости, сокращение сроков их создания, обработки, изготовления производных материалов и данных, а также снижение затрат на эксплуатацию информационных систем в процессах функционирования НСПД.

Настоящий стандарт разработан в рамках комплекса стандартов "национальная система пространственных данных", что предполагает использование изложенных в настоящем стандарте принципов, правил и методов при разработке и применении других стандартов указанного комплекса.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на классификацию и кодирование пространственных данных, представленных в цифровой форме. Пространственные данные в аналоговой форме представления не рассматриваются.

Настоящий стандарт предназначен для применения организациями и специалистами, участвующими в обеспечении формирования, функционирования и развития национальной системы пространственных данных, в том числе информационных ресурсов, сведения которых подлежат предоставлению заинтересованным лицам.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 21667 Картография. Термины и определения

ГОСТ Р 51606 Карты цифровые топографические. Система классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие требования

ГОСТ Р 52438 Географические информационные системы. Термины и определения

ГОСТ Р 70846.1 Национальная система пространственных данных. Основные положения по стандартизации

ГОСТ Р 70846.2 Национальная система пространственных данных. Термины и определения

ГОСТ Р 70846.3 Национальная система пространственных данных. Онтология. Общие положения

ГОСТ Р 70846.5 Национальная система пространственных данных. Пространственная привязка. Правила локализации

ГОСТ Р 70846.6 Национальная система пространственных данных. Визуализация пространственных данных. Общие положения

ОК 006-2011 Общероссийский классификатор органов государственной власти и управления

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 21667, ГОСТ Р 51606, ГОСТ Р 52438, ГОСТ Р 70846.1, ГОСТ Р 70846.2, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

3.11 классификатор пространственных данных: Документ, представляющий систематизированный свод наименований и кодовых обозначений пространственных данных, их признаков и значений признаков, классифицированных и кодированных в соответствии с принятой системой классификации и кодирования.

3.12 объект цифровой карты: Структурная единица цифровой картографической информации, описывающая объект местности или другую информацию, являющуюся обязательной в составе цифровой карты.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ЕСК - единая система классификации;

ЕЭКО - единая электронная картографическая основа;

ИКМ - исходный картографический материал;

ККИ - классификатор картографической информации;

НСПД - национальная система пространственных данных;

СКО - среднее квадратическое отклонение;

ЦТК - цифровая топографическая карта.

5 Разработка и применение систем классификации и кодирования пространственных данных

5.1 Общие положения

5.1.1 Назначение и ведение систем классификации и кодирования пространственных данных

5.1.1.1 Система классификации и кодирования в первую очередь распространяется на типы пространственных данных. При этом выделяют такие типы, как картографическая информация, данные дистанционного зондирования Земли, геодезическую информацию, прочие пространственные модели местности.

5.1.1.2 Для тех типов пространственных данных, которые предусматривают объектную модель их представления, систему классификации и кодирования дополняют классификацией и кодированием пространственных объектов. В этом случае система классификации и кодирования пространственных данных состоит из системы классификации и кодирования типов пространственных данных и систем классификации и кодирования пространственных объектов для соответствующих типов пространственных данных.

5.1.1.3 Система классификации и кодирования пространственных данных служит для документированного представления свода наименований и кодов классификационных группировок типов пространственных данных, пространственных объектов и их характеристик, способствующего их дальнейшему описанию на формализованном языке. Основной задачей при этом является однозначная идентификация каждого объекта классификации и его характеристик, обеспечивающая поиск необходимой информации по всей совокупности объектов классификации. Общие принципы систем классификации применительно к пространственным объектам см. в [3]*.

5.1.1.4 При классификации и кодировании пространственных данных с учетом целей и задач НСПД должна быть сформирована единая система классификации, которая состоит из самостоятельных разделов. Для каждого раздела единой системы классификации и кодирования пространственных данных устанавливают идентификационную информацию, в том числе:

- орган публичной власти или иной субъект, разработавший и ведущий раздел системы классификации и кодирования НСПД;

- орган, утвердивший документ о введении в действие раздела системы классификации (классификатора НСПД);

- наименование документа о введении в действие;

- наименование раздела системы классификации НСПД;

- номер версии;

- дату введения в действие текущей версии;

- составителя;

- держателя официальной версии;

- использованные внешние классификаторы;

- ссылку на онлайн-ресурс доступа к классификатору.

5.1.2 Принципы формирования систем классификации пространственных данных

5.1.2.1 Система классификации в общем случае имеет упорядоченную структуру, содержащую разделы и подразделы с названиями классов и определениями, используемыми для их различия и отношения между классами. Таким способом классификация устанавливает определение границ класса, которые должны быть четкими и основываться на объективных критериях.

Классификацию выполняют для задач различных отраслей и предметных областей функционирования НСПД исходя из практической необходимости.

Система классификации пространственных данных должна быть:

- независимой от масштаба, подразумевая, что классы всех уровней системы должны быть применимы в любом масштабе или уровне детализации;

- независимой от источника, подразумевая, что она не зависит от средств, используемых для сбора информации (3).

Примечание - Независимость от масштаба и источника существует в общем случае системы классификации. Когда систему применяют к реальным данным, например, когда создают условное обозначение, возникают ограничения, связанные с масштабом и источником. Данные ограничения, связанные с применением условных знаков описаны в ГОСТ Р 70846.6.

5.1.2.2 Существует две основные формы системы классификации пространственных данных - иерархическая и неиерархическая.

а) в иерархических классификационных системах правила классификации определяют таким образом, чтобы все классы на определенном уровне иерархии были взаимоисключающими. Критерии, использованные для определения классификационных группировок на одном уровне иерархической классификации, не должны повторяться на другом уровне (например, критерии, использованные на более низком уровне, не должны дублироваться на более высоком уровне иерархии);

Примечание - Большинство классификационных систем построено по иерархическому принципу. На более высоких уровнях классификационной системы используют немного критериев, в то время как на более низких уровнях количество критериев растет.

б) в неиерархических классификационных системах правила классификации определяют таким образом, чтобы все классы были взаимоисключающими.

Примечание - Неиерархическую классификационную систему применяют только к информации одного уровня, например одного масштаба или типа информации.

5.1.2.3 Для создания систем классификации пространственных данных существуют два основных подхода: предварительная и эмпирическая классификации. Первая основана на установлении схемы классификации до сбора данных, для которых ее применяют, тогда как вторая основана на установлении классов, сформированных с учетом общих свойств, определенных при сборе данных.

Примечание - Оба подхода имеют применение. Эмпирический подход к классификации обеспечивает дополнительную гибкость, которая позволяет классификационной схеме в большей степени соответствовать данным. Однако при этом подходе становится труднее сравнивать данные, собранные и классифицируемые отдельно.

5.1.2.4 Большинство атрибутов пространственных объектов имеют пространственное распределение. Это означает, что атрибуты пространственных объектов обычно имеют разные значения в разных пространственных местоположениях. Географическая информация с дискретными атрибутами может быть представлена в качестве дискретного покрытия (растровые данные) или с векторной геометрией, характеризующей пространственный массив данных с определенными границами (векторные данные). Поскольку одно и то же явление реального мира может быть представлено с использованием данных покрытия (растровых данных) либо векторных данных, системное расположение объектов по группам, создавая классификацию, может применяться как к данным покрытия, так и к пространственным векторным данным с определенными границами.

5.1.2.5 На классификацию могут влиять правила, связанные с геометрией или масштабом классифицируемых объектов. Если объект слишком мал, его невозможно будет различить при обобщении в определенном масштабе. Однако может быть желательным объединить две классификации в смешанную классификацию, чтобы показать существование конкретного вида объекта. Если объект имеет площадь меньшую, чем минимальная, может быть создана смешанная классификация, т.е. классификация А|В - сочетание классификации А и классификации В.

5.1.2.6 Коды в системах классификации пространственных данных применяют для обеспечения эффективности автоматизированного поиска и обработки информации, в то время как название классификационных группировок является обозначением, доступным для понимания человека.

5.1.2.7 При разработке систем классификации пространственных данных должны быть выполнены следующие общие правила:

- тип пространственных данных должен быть идентифицирован только с помощью одного имени типа, уникального в рамках системы классификации;

- свойства типа пространственных данных должны быть классифицированы в виде профиля метаданных для каждого типа,

- все атрибуты метаданных должны быть идентифицированы именем типа, уникальным в пределах системы классификации;

- система классификации должна содержать определения всех типов пространственных данных и атрибутов метаданных (и домена их допустимых значений, при необходимости).

5.1.2.8 Пространственные данные формируют по отраслям и сферам деятельности с целью наилучшего отображения тех свойств пространственных данных и пространственных объектов, которые относятся к сфере их компетенции. В результате пространственные данные в отношении одних и тех же пространственных объектов, формируемые в разных отраслях, будут отличаться.

Примечание - Например, в соответствии с [4] установлены федеральные органы исполнительной власти, имеющие право организовывать создание специальных карт и атласов и устанавливать требования к содержанию специальных карт различных видов.

5.1.2.9 Систему классификации и кодирования пространственных данных, используемых в НСПД, разрабатывают в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Следующая совокупность кодов обеспечивает кросс-доменную классификацию (см. [5]) и определяет итоговые коды, формирующие согласно 5.1.1.4 единую систему классификации и кодирования:

- код органа власти (подведомственного учреждения) [см. ОК 006-2011];

- уникальный код раздела внутри отрасли (для ведомственных классификаторов различного назначения).

Примечание - Примеры ведомственных классификаторов приведены в [6], [7], примеры кодов разделов приведены в приложении А;

- внутриотраслевой код объекта классификации в рамках раздела.

Примечание - В каждом указанном выше разделе создается и ведется автономная система классификации и кодирования, которая представляет собой замкнутый домен. Использование кодов разделов, сформированных и присвоенных по единым правилам, обеспечивает унификацию систем классификации и их кросс-доменное применение.

5.1.2.10 Для удобства поиска пространственных данных, создаваемых различными организациями, применяют связь каждой записи классификатора:

- с тематическими областями данных (приложение Б);

- с концептуальными моделями пространственных объектов (онтологиями) при их наличии с учетом ГОСТ Р 70846.3.

Примечание - Запись классификатора может относиться к одной или нескольким тематическим областям данных. Отнесение к тематическим областям данных позволяет пользователю осуществлять поиск по всем объектам тематики независимо от отраслевой или ведомственной принадлежности.

5.2 Требования к классификации пространственных объектов

5.2.1 Система классификации пространственных объектов должна обеспечивать ее использование для решения производственных, информационных и научно-технических задач в рамках заданной области использования с соблюдением требований к методам унификации классификационных систем в соответствии с настоящим стандартом. Система классификации не должна быть ориентирована на решение одной задачи (группы задач) в ущерб другим задачам.

5.2.2 Системы классификации пространственных объектов должны охватывать все подлежащие классификации пространственные объекты и их характеристики. При этом рекомендуется обеспечивать унификацию систем классификации в соответствии с 5.3.

5.2.3 Состав подлежащих классификации пространственных объектов определяют назначением планируемого информационного моделирования, состав не является раз и навсегда заданным - он может изменяться (с учетом документирования версионности при изменении).

5.2.4 Система классификации пространственных объектов включает в себя:

- классификацию типов объектов (выделение классов, подклассов);

- классификацию характеров локализации объектов;

- классификацию характеристик;

- классификацию значений характеристик для определенных типов характеристик.

5.2.5 Классификацию пространственных объектов следует осуществлять на основе их отличительных признаков, определяющих сущность этих объектов, их основное предназначение, она включает выделение специфических отраслевых классов, подклассов объектов в ходе анализа и информационного моделирования в целях создания пространственных данных заранее заданной области использования.

5.2.6 Классификация характеров локализации основана на пространственных характеристиках объектов, ее устанавливают с учетом ГОСТ Р 70846.5.

5.2.7 Классификация характеристик основана на общих признаках отдельных групп пространственных объектов. При этом должны быть выявлены все необходимые характеристики всех типов объектов, используемые для их цифрового описания.

5.2.8 Классификацию значений характеристик выполняют в пределах каждой характеристики в том случае, если ее значение может принимать одно из нескольких заранее известных значений или находиться в пределах одного из нескольких заранее известных ограниченных множеств значений (диапазона значений).

5.2.9 Система классификации пространственных объектов и созданные в соответствии с ней классификаторы должны однозначно определять принадлежность всех подлежащих классификации объектов к классификационным группировкам. При делении пространственных объектов на классификационные группировки целесообразно использовать иерархический метод классификации.

5.2.10 Классификационные группировки пространственных объектов могут быть вложенными, т.е. целиком входить одна в другую. Пересечение (частичное вхождение) группировок недопустимо.

5.2.11 Каждый пространственный объект в рамках одного классификатора должен входить только в одну классификационную группировку нижнего уровня иерархии.

5.2.12 Пространственные объекты классифицируют в соответствии с присущими им признаками. Признаки пространственных объектов по важности подразделяют на основные и дополнительные.

Основные признаки пространственного объекта однозначно определяют классификационную группировку, в которую данный объект входит. Количество основных признаков различно для разных типов пространственных объектов.

Дополнительные признаки пространственного объекта не влияют на его отнесение к определенной классификационной группировке. Количество дополнительных признаков зависит от типа объекта. Дополнительные признаки пространственного объекта описывают его характеристиками (атрибутами).

5.2.13 Каждая нижняя по иерархии классификационная группировка должна содержать пространственные объекты с одним и тем же набором основных признаков.

5.2.14 Все пространственные объекты, входящие в нижнюю по иерархии классификационную группировку, должны иметь определенный для объектов данного типа (возможно пустой) набор дополнительных признаков (характеристик). В зависимости от принадлежности пространственного объекта к той или иной классификационной группировке и масштабу число дополнительных признаков (характеристик) и их смысловые значения могут быть различными.

5.2.15 Характеристики пространственных объектов, определяющие их свойства, подразделяют на обязательные и необязательные.

Обязательные характеристики должны присутствовать в цифровом описании всех объектов (каждого объекта) данной классификационной группировки.

Необязательные характеристики могут присутствовать в цифровом описании только отдельных объектов одной и той же классификационной группировки.

5.2.16 В семантическое описание пространственного объекта могут быть включены характеристики, определяющие его пространственно-логические связи с другими пространственными объектами.

5.2.17 Характеристики пространственных объектов по своему содержанию подразделяют на количественные и качественные:

- количественные характеристики выражают числами;

- качественные характеристики числового значения не имеют.

5.2.18 С учетом того, что характеристики пространственных объектов могут иметь множество значений, система классификации должна включать:

- единицы измерения и диапазон их допустимых значений - для каждой количественной характеристики;

- все множество допустимых значений (списки кодов) - для каждой качественной характеристики с ограниченным множеством допустимых значений. Для качественных характеристик с неограниченным множеством допустимых значений используется ее символьное описание.

5.2.19 При определении состава характеристик следует минимизировать их состав за счет исключения тех из них, значения которых могут быть получены автоматическими вычислениями на основе значений других характеристик или по метрическому описанию пространственных объектов.

5.2.20 Система классификации и созданные в соответствии с ней классификаторы должны быть гибкими, т.е. допускать возможность включения в их структуру новых группировок и объектов или исключения существующих без изменения классификации других объектов, а также включение новых характеристик в описания уже классифицированных пространственных объектов.

5.3 Требования к системам кодирования пространственных объектов при разработке классификаторов

5.3.1 Система кодирования должна обеспечивать преобразование смыслового содержания информационной модели пространственного объекта в соответствующее ему уникальное кодовое обозначение.

5.3.2 Каждая классификационная группировка должна иметь свой собственный уникальный код.

5.3.3 Способ кодирования пространственных объектов должен основываться на принятой системе классификации.

5.3.4 Буквенно-цифровой алфавит кодов, используемых для кодирования пространственных объектов включает следующие символы:

- арабские цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;

- буквы латинского алфавита на верхнем регистре от A до Z;

- специальные символы точка (.) и нижнее подчеркивание (_).

Использование других символов для кодирования в области действия настоящего стандарта не рекомендуется.

5.3.5 При применении иерархического метода классификации пространственных объектов классификационные группировки кодируются с использованием последовательного метода кодирования. При этом старшие разряды кода каждой классификационной группировки должны описывать коды группировок, в которые она входит.

5.3.6 Структура кода каждого пространственного объекта - сложная, многопозиционная, в которой каждая позиция определяет соответствующий уровень иерархии, т.е. принадлежность к классификационной группировке этого уровня.

5.3.7 Длина любого кода, применяемого в процессе кодирования пространственных объектов в рамках одного классификатора, должна состоять из одинакового количества символов, которое определяют глубиной иерархии применяемой системы классификации.

5.3.8 Каждая количественная и качественная характеристика должна иметь уникальный код.

5.3.9 Длина кода каждой характеристики пространственного объекта может состоять из переменного количества символов.

5.3.10 Если качественная характеристика пространственного объекта имеет ограниченное множество возможных значений, то система кодирования должна предусматривать для каждого из этих значений уникальный код из переменного количества символов.

5.4 Требования к классификаторам пространственных объектов

5.4.1 Классификаторы пространственных объектов составляют в форме документа обязательного применения, представляющего собой систематизированный свод наименований и кодовых обозначений пространственных данных, классифицированных и кодированных в соответствии с принятой системой классификации и кодирования.

5.4.2 Классификатор пространственных объектов должен включать:

- классифицированные в соответствии с принятой системой классификации наименования пространственных объектов и их кодовые обозначения, присвоенные объектам в соответствии с принятой системой кодирования;

- перечень названий характеристик и их кодовых обозначений;

- перечень смысловых значений качественных характеристик: перечень названий смысловых значений и их кодовых обозначений, а также коды характеристик для каждого значения этой характеристики.

5.4.3 В классификаторе для каждого типа объекта устанавливают перечень его допустимых характеристик с указанием признака обязательности для случаев, соответствующих принятой системе классификации.

Фрагмент классификатора объектов ЦТК в качестве примера приведен в приложении В.

5.4.4 В классификаторе характеристик для каждой из них устанавливают признак типа этой характеристики, кроме того:

- для количественной характеристики указывают единицу измерения и допустимый диапазон значений;

- для качественной характеристики, принимающей ограниченное число значений, указывают допустимые коды значений из классификатора смысловых значений качественных характеристик.

Фрагмент классификатора характеристик ЦТК в качестве примера приведен в приложении Г.

5.4.5 Обязательным приложением к классификатору оформляют перечень определений объектов классификации.

Примечание - В целях однозначного понимания и интерпретации пользователями классификатора в перечне целесообразно приводить термины и определения, на основании которых приведены наименования объектов классификации (с указанием источников терминов и определений).

Приложение А

(справочное)

Пример формирования кодов разделов Единой системы классификации НСПД

Таблица А.1 - Пример формирования кодов разделов, обеспечивающих единство систем классификации пространственных данных

Приложение Б

(справочное)

Обобщенный перечень тематических областей пространственных данных

Таблица Б.1 - Тематические области данных НСПД

Приложение В

(справочное)

Фрагмент классификатора цифровых топографических карт

Таблица В.1 - Фрагмент классификатора объектов государственных цифровых топографических карт

Приложение Г

(справочное)

Фрагмент классификатора характеристик цифровых топографических карт

Таблица Г1 - Фрагмент классификатора характеристик объектов цифровых топографических карт

Библиография