Ewa Wysocka

Instytut Geodezji i Kartografii
00-950 Warszawa, ul. Jasna 2/4
tel. (22) 827 76 13; fax. (22) 827 03 28
e-mail -> ewa@igik.edu.pl

Od krajowych systemów informacji o terenie do ogólnoeuropejskiej infrastruktury danych przestrzennych

Po kilkunastu latach rozwoju niezależnie działających systemów informacji przestrzennej, zarówno geograficznych, jak i terenowych, zauważono, że nieskoordynowany ich rozwój prowadzi do wielokrotnego pozyskiwania tych samych danych przez instytucje państwowe, użyteczności publicznej oraz sektor prywatny. Powoduje to znaczny i zarazem zbędny wzrost kosztów tworzenia systemów. Utrudniona jest także, a nieraz wręcz niemożliwa, wymiana danych między tymi systemami. Pojawiła się wówczas tendencja tworzenia infrastruktur danych przestrzennych (ang. Spatial Data Infrastructure, w skrócie SDI), w skali krajowej, następnie regionalnej (podjęto działania zmierzające do utworzenia europejskiej infrastruktury danych przestrzennych), a nawet globalnej.

Prekursorem działań w zakresie tworzenia krajowych infrastruktur danych przestrzennych³ (w literaturze anglojęzycznej określanych mianem National Spatial Data Infrastructure, w skrócie NSDI) była Australia, gdzie w roku 1986 podpisano porozumienie rządowe o pozyskiwaniu i wymianie informacji przestrzennej między różnymi organami administracji rządowej. Powołano wówczas Australijski Ośrodek Informacji Terenowej.

Cztery lata później podobną inicjatywę podjęto w USA, a do jej realizacji powołano Federalny Komitet Danych Geograficznych.

Obecnie infrastruktury danych przestrzennych w skali krajowej budowane są w kilkunastu krajach, w a kolejnych kilkunastu (w tym w Polsce) prowadzi się działania inicjujące projektowanie i realizację tego rodzaju infrastruktur.

Podjęto również prace zmierzające do ujednolicenia krajowych infrastruktur danych przestrzennych. W Europie prace nad stworzeniem Europejskiej Infrastruktury Informacji Geograficznej prowadzone są przede wszystkim przez dwie organizacje, skupiające instytucje z różnych krajów. Te organizacje to European Umbrella Organisation for Geographic Information (EUROGI) oraz EuroGeographics (organizacja skupiająca państwowe służby geodezyjne i kartograficzne). Od kilku lat rozważa się także potrzebę i możliwości utworzenia - w przyszłości - globalnej (światowej) infrastruktury danych przestrzennych.

1. Krajowe infrastruktury danych przestrzennych

Badania w zakresie NSDI zostały zapoczątkowane przez kolejne kraje przystępujące do budowy krajowych struktur danych przestrzennych, a następnie prowadzone były na większą skalę przez międzynarodowe grupy robocze w ramach analizy celowości utworzenia globalnej infrastruktury danych przestrzennych⁴.

Badania nad infrastrukturami danych przestrzennych wykonywano również w Instytucie Geodezji i Kartografii w latach 1999-2000 w ramach projektu badawczego zamawianego PBZ-024-13 "Koncepcja systemu informacji przestrzennej w Polsce"⁵. Zapoznanie się ze sposobami rozwiązywania problemów organizacyjnych, ekonomicznych i technologicznych stosowanych w innych krajach było korzystne dla koncepcji systemu informacji przestrzennej w Polsce. Rozwiązań stosowanych w innych krajach nie przenoszono bezkrytycznie na grunt polski, natomiast starano się przeanalizować etapy tworzenia poszczególnych infrastruktur krajowych, trudności, na jakie natrafiano podczas ich realizacji oraz wyłaniające się kierunki dalszego rozwoju. W trakcie prowadzonych prac korzystano z opracowań publikowanych w materiałach konferencji międzynarodowych oraz tzw. szarej literatury - opracowań wyszukiwanych w Intemecie⁶. Informacje pozyskiwano również podczas bezpośrednich kuluarowych spotkań z autorami opracowań, którzy nieoficjalnie wypowiadali się o działaniach prowadzonych w zakresie tworzenia NSDI w swoich krajach o wiele bardziej krytycznie, niż w materiałach publikowanych.
W ostatnich latach zeszłego wieku NSDI planowano lub budowano w ponad trzydziestu krajach. Między poszczególnymi rozwiązaniami były zarówno znaczne różnice, jak i pewne podobieństwa. Pewne charakterystyczne cechy rozwiązań, jakie w tych krajach zaproponowano, spowodowały, że powstające w tym czasie NSDI określono mianem infrastruktur pierwszej generacji⁷.

Różnice między poszczególnymi NSDI związane są z różnymi umocowaniami prawnymi, przyjętymi rozwiązaniami organizacyjnymi i ekonomicznymi uwarunkowanymi odmiennymi tradycjami w dotychczasowym zarządzaniu informacją przestrzenną oraz wielkością systemów (ilością danych oraz systemów składowych).

Cechy wspólne NSDI to wykorzystywanie metadanych, zakładanie istnienia danych bazowych (określanych jako "Jądro" systemu krajowego), opracowywanie i stosowanie standardów z uwzględnieniem norm międzynarodowych oraz organizowanie ośrodków integrowania danych.

W poniższej tabeli zamieszczono wykaz realizowanych już krajowych infrastruktur danych przestrzennych.

NSDI przewidują zazwyczaj dostęp do następujących kategorii danych:

• dane topograficzne łącznie z numerycznym modelem terenu, dane katastralne,
• dane geodezyjne,
• granice administracyjne.
• hydrografia,
• obrazy cyfrowe,
• dane dotyczące użytkowania ziemi.

Większość rozwiązań zakłada publiczny, zazwyczaj w pewnym stopniu limitowany, dostęp do danych. Różne natomiast są mechanizmy pozyskiwania i dostępu do informacji: poprzez specjalnie do tego celu powołane agencje, węzły dystrybucyjne hurtowni danych lub strony WWW.

Zróżnicowany jest również udział sektora prywatnego w tworzeniu i prowadzeniu infrastruktur danych przestrzennych - od zupełnego jego braku do pełnej komercjalizacji.

Przewiduje się, że w ciągu najbliższych dziesięciu lat powstaną krajowe infrastruktury danych przestrzennych drugiej generacji. Będą one również znacznie zróżnicowane pod względem organizacyjnym, natomiast charakteryzujące je wspólne cechy to:

• dążenie do efektywnego koordynowania działań i zarządzania infrastrukturą pod egidą państwa,
• uwzględnianie rosnącej globalizacji w dziedzinie informacji, w tym i informacji przestrzennej,
• zwiększanie publicznych zasobów danych, przy jednoczesnym limitowaniu dostępu do danych bazowych,
• postępująca komercjalizacja.

Obecnie prawie wszystkie kraje członkowskie i kandydujące do Unii Europejskiej (UE) prowadzą prace nad utworzeniem krajowych infrastruktur danych przestrzennych. Stopień zaawansowania prac jest bardzo różny, ale rzadko przekracza etap opracowań koncepcyjnych, porządkowania dokumentów normalizacyjnych i opracowania standardów, które stanowić będą podstawę tych infrastruktur. Faktem dopingującym do prowadzenia działań w zakresie NSDI jest współpraca międzynarodowa organizacji krajowych, zrzeszających instytucje zaangażowane w problemy geomformatyki. Współpraca ta jest koordynowana przez organizację EUROGI.

Wszystkie natomiast kraje Unii Europejskiej prowadzą dystrybucję danych kartograficznych, w większości w postaci numerycznej, za pośrednictwem ośrodków centralnych dla danego kraju. Podstawowym sposobem zamawiania danych jest korzystanie z witryn intemetowych. Oczywiście podawana jest zawsze instytucja, która jest autorem danego opracowania. Najczęściej centralne ośrodki dystrybucyjne dokonują - na życzenie zamawiającego - transformacji zamawianych danych do wskazanego odwzorowania kartograficznego. Zasoby ośrodków są bardzo różne. Zazwyczaj oferują one pełny zakres skalowy map topograficznych. Na przykład Centrum Geoinformacji w Ljubijanie, w którym zebrano większość map tematycznych opracowanych w Słowenii, oferuje dostęp do danych pozyskanych przez 110 instytucji (407 pozycji metadanych skalsyfikowanych w 43 grupach tematycznych).

Do krajów, w których prace nad realizacją kraj owej infrastruktury danych przestrzennych są najbardziej zaawansowane, należy jednak zaliczyć kraj pozaeuropejski, a mianowicie Australię⁸. Opracowana uprzednio koncepcja infrastruktury danych przestrzennych jest tu konsekwentnie wprowadzana w życie. Dostępne są również liczne dokumenty normalizacyjne i metodyczne. W przypadku większości innych krajów bardzo trudno jest uzyskać szczegółowe dane merytoryczne. Dostępne są natomiast informacje na temat organizacji prac.

Główne problemy, jakie należy rozwiązać podczas projektowania i wdrażania NSDI związane są z otoczeniem prawnym, w tym zasadami pozyskiwania danych, korzystania z infrastruktury i jej finansowania, strukturą organizacyjną, normami i standardami technicznymi oraz technologią.

2. Inicjatywy europejskie w zakresie systemów informacji geograficznej

O ważności zagadnienia NSDI świadczy znaczenie, jakie przywiązują władze poszczególnych krajów i Unii Europejskiej do działalności międzynarodowych organizacji i stowarzyszeń zajmujących się tą problematyką oraz mnogość projektów badawczych i wdrożeniowych finansowanych przez organy UE. Do chwili obecnej tych projektów zrealizowano około 40. Tematyka realizowanych projektów była różnorodna.

Przykładowe zrealizowane projekty badawcze i wdrożeniowe (wybrane spośród kilkudziesięciu) to:

• Magie Tour Net - rozwój przestrzennie i multimedialnie zorientowanych systemów wdrażania tanich automatycznych aplikacji elektronicznych na bazie intemetu dla potrzeb biur turystycznych i innych podmiotów związanych z usługami turystycznymi;
• WELL GIS (West-East Linked Laboratories on GIS) - wymiana i upowszechnianie wiedzy, szkoleń oraz wymiana doświadczeń i analizy baz danych dla potrzeb GIS, tworzenia nowych sieci powiązań GIS w państwach centralnej i wschodniej Europy;
• RGOS (Vector and Image Interaction for Remote Sensing and Geograhical Informations Systems) - integracja danych typu wektorowego i rastrowego, w tym nakładanie danych wektorowych na obrazy satelitarne i zdjęcia lotnicze, tworzenie zintegrowanych baz danych;
• INCAMOD (Development of integrated catchment models for supporting water management decisions - rozwój zintegrowanych modeli zlewni dla właściwego zarządzania zasobami wodnymi) — dostarczanie narzędzi pomocnych w podejmowaniu decyzji w zarządzaniu zasobami wodnymi w państwach europejskich;
• Urban Planning and Environmental Monitoring via GIS Eastem Europę (planowanie przestrzenne i momtoring środowiskowy w Europie Środkowej przy zastosowaniu technologu GIS) - projekt wdrażany w Rumunii i Bułgarii;
• PANEL-GI - upowszechnienie wiedzy wśród instytucji państw centralnej i wschodniej Europy na temat potencjalnych możliwości GIS oraz możliwości wzajemnej integracji. Projekt miał przyczynić się do założenia podwalin pod Społeczeństwa Informacyjne;
• ABDS - specjalny program Unii Europejskiej dla integracji i zarządzania ewidencją granic i jednostek administracyjnych w skali całej Europy, łącznie z opracowaniem zakresu i systemu zbieranych informacji związanych z jednostkami administracyjnymi. Projekt ten miał ujednolicić sposób ewidencji jednostek administracyjnych i związane z nimi atrybuty. Częścią usług serwisu ABDS są połączenia pomiędzy najistotniejszymi jej bazami danych i aplikacjami poprzez europejskie i światowe serwisy metadanych.

Kolejne projekty będące obecnie w fazie realizacji związane są przede wszystkim z metadanymi i zarządzaniem strukturami geoinformacyjnymi. Ich celem jest stworzenie podwalin pod budowę jednolitej europejskiej infrastruktury danych przestrzennych. Na szczególną uwagę zasługują ESMI, ETeMn oraz MADAME.

ESMI (me European Spatial Metadata mfrastructure - europejska infrastruktura metadanych przestrzennych) - celem inicjatywy jest zaprojektowanie i wdrożenie narzędzi umożliwiających użytkownikom danych przestrzennych korzystanie z usług metadanych za pomocą Intemetu.

ETeMII (Acompanying measure to support the settingup of a European Territorial Management Information Structure - środki i narzędzia wspierające utworzenie struktury informacyjnej dla zarządzania przestrzenią w Europie) - projekt ten ma celu zinwentaryzowanie systemów informacji przestrzennej w szerokim tego słowa znaczeniu (danych przestrzennych, układów odniesień przestrzennych, standardów stosowanych w krajach Unii Europejskiej) oraz określenie kosztów dostosowania do wymogów jednolitej infrastruktury danych przestrzennych, obejmującej całą Europę.

MADAME (Methods for Access to Data and Metadata in Europę - metody dostępu do danych i metadanych w Europie) - projekt ten upowszechnia metadane jako pierwszy krok do zapewnienia dostępu do danych sektora publicznego (administracji lokalnej) poprzez Intemet, w szczególności do danych statystycznych i geograficznych. Kolejny etap będzie obejmować dostęp do danych o nieruchomościach.

Coraz większe znaczenie w przyszłej europejskiej infrastrukturze danych przestrzennych zaczyna się przypisywać danym wielkoskalowym, w tym katastralnym. Świadczyć o tym może tegoroczna inicjatywa EUROGI zorganizowania forum dyskusyjnego⁹ na temat danych katastralnych jako części składowej infrastruktur danych przestrzennych i ich wykorzystania w projektach rolniczych i przyrodniczych.

3. Harmonizacja i współdziałanie infrastruktur danych przestrzennych.

Jeden z ważniejszych aspektów tworzenia i funkcjonowania NSDI stanowią ramy prawne. Istnieją silne związki pomiędzy regułami prawnymi a architekturą techniczną. Unormowania prawne mogą ułatwić zaprojektowanie architektury technicznej, ale też i utrudnić znalezienie rozwiązań spełniających warunki prawne. W przypadku krajów Unii Europejskiej i dążenia do ujednolicenia ich NSDI szczególnego znaczenia nabierają kwestie związane z ochroną praw w zakresie własności intelektualnej, ochroną prywatności czy też nieskrępowanym dostępem do dokumentów rządowych.

Istotne znaczenie dla efektywnego wykorzystania NSDI mają zarówno normy, stosowane w procesie projektowania NSDI jako zintegrowanego systemu informatycznego, modelowania danych przestrzennych i struktur baz danych, jak i standardy techniczne, umożliwiające sprawne i bezpieczne funkcjonowanie. W chwili obecnej zostały już wypracowane wzorce pewnych rozwiązań: międzynarodowe, krajowe i branżowe służące do:

• opisu danych przestrzennych abstrahującego od konkretnych środków sprzętowych i programowych;
• opisu funkcji i procesów realizowanych na tych danych;
• metadanych;
• definiowania sposobów dostępu do danych;
• transferu danych.

Sposoby definiujące dostęp do danych stały się przedmiotem działu zajmującego się współdziałaniem systemów.

Transferem danych zajmują się najczęściej krajowe standardy techniczne.

System informacji przestrzennej wykorzystywany przez administrację publiczną wymaga również środków zapewniających elektroniczny, poprawny i bezpieczny obieg dokumentów¹².

W kontekście budowy krajowych i międzynarodowych infrastruktur danych przestrzennych szczególnego znaczenia nabiera problem współdziałania (ang. interoperability) systemów.

Działalność w zakresie opracowania standardów, głównie technicznych, umożliwiających rzeczywiste współdziałanie różnych środowisk programowych, prowadzona jest w skali światowej przez coraz więcej organizacji, skupiających najczęściej przedstawicieli środowisk producentów platform sprzętowych i narzędziowych. Działalność ta przeżywa obecnie swoisty boom spowodowany upowszechnieniem Intemetu i coraz większą ilością danych przetworzonych do postaci numerycznej. Użytkownicy chcą jak najefektywniej spożytkować potencjalne możliwości i potrzebują odpowiednich środków programowych umożliwiających łatwe i szybkie korzystanie z dostępnych danych. Mogą to zapewnić proste w obsłudze i uniwersalne przeglądarki -rodzaj interfejsu użytkownika.

Inicjatyw w zakresie standardów współdziałania systemów jest tak wiele, że do ich monitorowania powołano specjalną grupę (Technology Wateh) w centrum badawczym Komisji Europejskiej ds. Informacji Przestrzennej.

Wśród organizacji zajmujących się opracowaniem standardów zapewniających współdziałanie wyróżnić należy Otwarte Konsorcjum GIS, Grupę ds. Zarządzania Obiektami oraz Konsorcjum Worid Wide Web.

Szczególnie aktywne jest Otwarte Konsorcjum GIS (Open GIS Consortium - OGS) główny inspirator podejmowania działań zmierzających do współdziałania systemów informacji przestrzennej. OGS opracowuje rozwiązania umożliwiające użytkownikowi zdalne korzystanie poprzez sieci komputerowe z wielu danych znajdujących się w różnych środowiskach sprzętowo-programowych. Standardy OGS ustalają zasady współdziałania różnych środowisk programowych, umożliwiające przetwarzanie danych bez potrzeby ich przekazywania i konwersji do środowiska użytkownika. Standardy te są użyteczne również w przypadku wymiany niewielkich ilości danych.

Narzędziem umożliwiającym korzystanie z danych dostępnych w systemach informacji przestrzennej (SIP) są metadane, czyli - najogólniej mówiąc - dane o danych. Pierwowzorem metadanych w rozumieniu SIP byly różnego rodzaju katalogi, takie jak np. rozbudowane ewidencje biblioteczne. Metadane powinny umożliwiać:

• zinwentaryzowanie danych przestrzennych udostępnionych do wykorzystania w SIP według zestandaryzowanych reguł opisu danych;
• dokonanie przeglądu istniejących zarówno w administracji wszystkich szczebli, jak i u innych użytkowników SIP, zasad dostępu do zbiorów danych przestrzennych oraz standardów i metod ich wykorzystania, w tym również wymiany;
• upowszechnienie zintegrowanych usług informacyjnych w zakresie zarówno metadanych jak i samych danych przestrzennych.

Polska jest krajem kandydującym do Unii Europejskiej. Za kilka lat, po przystawieniu do UE, będziemy musieli dostosować w pewnym zakresie nasze prawo do zasad obowiązujących w zjednoczonej Europie. Nie ominie to również dziedzin związanych z informacją przestrzenną, a więc systemów informacji geograficznej i terenowej, systemów katastralnych, danych geodezyjnych. Warto już teraz zainteresować się działaniami podejmowanymi przez UE oraz kierunkami rozwoju informacji przestrzennej, aczkolwiek zamiast biernego śledzenia bardziej pożądany jest aktywny udział w projektach i dyskusjach "unitów" (takie możliwości istnieją) i forsowanie rozwiązań korzystnych z punktu widzenia naszego kraju. Warto również - być może - zacząć stosować niektóre z rozwiązań ogólnoeuropejskich i światowych (jak np. definiować metadane zgodnie z istniejącymi normami).

W Polsce pierwsza próba oficjalnego zdefiniowania zakresu bazy metadanych została podjęta w rozporządzeniu w sprawie szczegółowych zasad i trybu założenia i prowadzenia krajowego systemu informacji o terenie, w którym przewiduje się założenie i prowadzenie dla obszaru kraju bazy metadanych "(danych obejmujących istniejące bazy danych i systemy) w odniesieniu do systemów informacji przestrzennej funkcjonujących i danych o terenie tworzonych na obszarze kraju, zawierającą informacje dotyczące: nazwy systemu, administratora (dysponenta), zakresu tematycznego danych, dostępnego formatu danych, stanu aktualności, formy dostępu i statusu prawnego systemu."

Utworzenie krajowych baz danych ogólnogeograficznych i baz metadanych przewidywane jest na rok 2002 r. jako pierwszy etap wdrażania SIP na poziomie krajowym. Zakres i standardy metadanych powinny jak najszybciej stać się przedmiotem ustaleń i szczegółowych opracowań odpowiednich gremiów.