ISO 19148:2012

Geographic information - Linear referencing

ISO 19148:2012 specifies a conceptual schema for locations relative to a one-dimensional object as measurement along (and optionally offset from) that object. It defines a description of the data and operations required to use and support linear referencing. ISO 19148:2012 is applicable to transportation, utilities, location-based services and other applications which define locations relative to linear objects.

Information géographique — Référencement linéaire

L'ISO 19148:2011 spécifie un schéma conceptuel pour les localisations par rapport à un objet à une seule dimension sous la forme d'un mesurage le long de cet objet (et éventuellement décalées par rapport à celui-ci). Elle définit une description des données et des opérations nécessaires pour utiliser et prendre en charge les référencements linéaires. Elle est applicable aux transports, aux installations, aux services géolocalisés et aux autres applications qui définissent des localisations par rapport à des objets linéaires.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 19-Feb-2012
• Withdrawal Date: 19-Feb-2012
• ICS: 35.240.70 - IT applications in science
• Technical Committee: ISO/TC 211 - Geographic information/Geomatics
• Drafting Committee: ISO/TC 211/WG 10 - Ubiquitous public access
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 06-Apr-2021
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO/IEC ISP 11186-4:1997 - Information technology - International Standardized Profiles FVT3nn - Virtual Terminal Basic Class - Register of attribute assignment type definitions - Part 4: FVT322 - Font Assignment Type No. 2
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Consolidated By: ISO 12211:2012 - Petroleum, petrochemical and natural gas industries - Spiral plate heat exchangers
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 19148:2021 - Geographic information - Linear referencing
• Effective Date: 15-Dec-2017

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19148
First edition
2012-02-15
Geographic information — Linear
referencing
Information géographique — Référencement linéaire

Reference number
©
ISO 2012
©  ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved

Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1  Scope . 1
2  Conformance . 1
2.1  Conformance overview . 1
2.2  Conformance classes . 2
3  Normative references . 3
4  Terms and definitions . 3
5  Abbreviated terms . 6
6  Linear referencing . 6
6.1  Introduction . 6
6.2  Package: Linear Referencing System . 17
6.3  Package: Linear Referencing Towards Referent . 31
6.4  Package: Linear Referencing Offset . 33
6.5  Package: Linear Referencing Offset Vector . 39
6.6  Package: Linearly Located Event . 41
6.7  Package: Linear Segmentation . 47
Annex A (normative) Abstract test suite . 52
Annex B (informative) Generalized model for linear referencing . 56
Annex C (informative) Commonly used linear referencing methods and models . 59
Annex D (informative) Event and segmentation examples . 79
Bibliography . 86

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 19148 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.

iv © ISO 2012 – All rights reserved

Introduction
This International Standard is a description of the data and operations required to support linear referencing.
This includes Linear Referencing Systems, linearly located events and linear segments.
Linear Referencing Systems enable the specification of positions along linear objects. The approach is based
[3]
upon the Generalized Model for Linear Referencing first standardized within ISO 19133:2005, 6.6. This
International Standard extends that which was included in ISO 19133, both in functionality and explanation.
ISO 19109 supports features representing discrete objects with attributes having values which apply to the
entire feature. ISO 19123 allows the attribute value to vary, depending upon the location within a feature, but
does not support the assignment of attribute values to a single point or length along a linear feature. Linearly
located events provide the mechanism for specifying attribution of linear objects when the attribute value
varies along the length of a linear feature. A Linear Referencing System is used to specify where along the
linear object each attribute value applies. The same mechanism can be used to specify where along a linear
object another object is located, such as guardrail or a traffic accident.
It is common practice to segment a linear object having linearly located events, based upon one or more of its
attributes. The resultant linear segments are attributed with just the attributes used in the segmentation
process, insuring that the linear segments are homogeneous in value for these segmenting attributes.
This International Standard differs from ISO 19133:2005, 6.6 in the following areas.
a) All occurrences of Linear Reference Method and Linear Reference System have been changed to Linear
Referencing Method and Linear Referencing System, respectively.
b) LR_Element has been renamed LR_LinearElement and further defined as being a feature or geometry or
topology. These shall support the newly introduced interface ILinearElement, meaning that it is possible
to measure (linearly) along them.
c) The newly introduced ILinearElement interface includes operations for returning the default Linear
Referencing Method of the linear element and any of its length or weight attribute values. It also includes
operations for translating between Linear Referencing Methods and/or linear elements.
d) The types of Linear Referencing Methods have been formalized as a CodeList. Names of common Linear
Referencing Methods have been added as an informative annex.
e) An additional attribute, constraint[0.*], has been added to Linear Referencing Method to specify the
constraints imposed by the method, such as “only allows reference marker referents”. This is an
alternative to subtyping the methods that would force a too-structured approach, inconsistent with the
Generalized Model, and would be indeterminate due to the wide variety of Linear Referencing Methods
currently in use.
f) The Linear Referencing Method “project” operation has been renamed “lrPosition” and moved to the
ISpatial interface and a second, opposite, operation “point” has been added. Only LR_Curves realize this
interface since their spatial representation is requisite for the two operations, along with the
ILinearElement interface.
g) The LR_PositionExpression measure attribute has been extracted out into a Distance Expression along with
the optional referent and offset roles consistent with the original theoretical model. This allows for specifying
only an LR_DistanceExpression when the LR_LinearElement and LR_LinearReferencingMethod are
already known.
h) Reference Marker has been generalized to LR_Referent to enable support for other referent types such
as intersections, boundaries and landmarks. This type has been formalized as a CodeList.
i) A second, optional (towards) Referent has been added in a new (optional) package, Linear Referencing
Towards Referent (LRTR), for those Linear Referencing Methods which allow this to disambiguate
measurement direction.
j) Lateral Offsets have been moved to a new (optional) package, Linear Referencing Offset (LRO).
Horizontal, vertical, and combined horizontal and vertical offsets are now supported. Offset referent has
been generalized to allow for feature instances as well as character strings.
k) Vector Offsets have been adopted from ISO 19141. They exist in a new (optional) package, Linear
Referencing Offset Vector (LROV). An optional offset vector Coordinate Reference System (CRS) can be
provided if it is different from the CRS of the linear element.
l) The theoretical model on which the original standard was built is explained in Annex B.
m) More descriptive text is added throughout this International Standard to explain the concepts being
presented.
n) Minor changes to some class, attribute and role names have been made.
o) A new (optional) package, Linearly Located Event (LE) has been added which uses linearly referenced
positions to specify where along a linear feature a particular attribute value or other feature instance
applies.
p) A new (optional) package, Linear Segmentation (LS) has been added to support the generation of
homogeneous attributed linear segments from linear features with length-varying attribution.
q) Absolute Linear Referencing Method with non-zero linear element start is now accommodated.
r) lateralOffsetReferentType and verticalOffsetReferentType have been changed from CodeLists to
Character Strings.
vi © ISO 2012 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 19148:2012(E)

Geographic information — Linear referencing
1 Scope
This International Standard specifies a conceptual schema for locations relative to a one-dimensional object
as measurement along (and optionally offset from) that object. It defines a description of the data and
operations required to use and support linear referencing.
This International Standard is applicable to transportation, utilities, location-based services and other
applications which define locations relative to linear objects.
2 Conformance
2.1 Conformance overview
Clause 6 of this International Standard uses the Unified Modelling Language (UML) to present conceptual
schemas for describing the constructs required for Linear Referencing. These schemas define conceptual
classes that shall be used in application schemas, profiles and implementation specifications. This
International Standard concerns only externally visible interfaces and places no restriction on the underlying
implementations other than what is required to satisfy the interface specifications in the actual situation, such
as
 interfaces to software services using techniques such as SOAP;
 interfaces to databases using techniques such as SQL;
 data interchange using encoding as defined in ISO 19118.
Few applications require the full range of capabilities described by this conceptual schema. Clause 6,
therefore, defines a set of conformance classes that support applications whose requirements range from the
minimum necessary to define data structures to full object implementation. This flexibility is controlled by a set
of UML types that can be implemented in a variety of manners. Implementations that define full object
functionality shall implement all operations defined by the types of the chosen conformance class, as is
common for UML designed object implementations. It is not necessary for implementations that choose to
depend on external “free functions” for some or all operations, or forgo them altogether, to support all
operations, but they shall always support a data type sufficient to record the state of each of the chosen UML
types as defined by its member variables. It is acceptable to use common names for concepts that are the
same but have technically different implementations. The UML model in this International Standard defines
abstract types, application schemas define conceptual classes, various software systems define
implementation classes or data structures, and the XML from the encoding standard (ISO 19118) defines
entity tags. All of these reference the same information content. There is no difficulty in allowing the use of the
same name to represent the same information content even though at a deeper level there are significant
technical differences in the digital entities being implemented. This “allows” types defined in the UML model to
be used directly in application schemas.
2.2 Conformance classes
2.2.1 General
Conformance to this International Standard shall consist of either data type conformance or both data type
and operation conformance.
2.2.2 Data type conformance
Data type conformance includes the usage of data types in application schemas or profiles that instantiate
types in this International Standard. In this context, “instantiate” means that there is a correspondence
between the types in the appropriate part of this International Standard, and the data types of the application
schema or profile in such a way that each standard type can be considered as a supertype of the application
schema data type. This means that an application schema or profile data type corresponding to a standard
type contains sufficient data to recreate that standard type's information content.
Table 1 assigns conformance tests to each of the packages in Clause 6. Each row in the table represents one
conformance class. A specification claiming data type conformance to a package in the first column of the
table shall satisfy the requirements specified by the tests given in the remaining columns to the right.
Table 1 — Data type conformance tests
Conformance test
Package
A.1.1 A.1.2 A.1.3 A.1.4 A.1.5 A.1.6
Linear Referencing System X — — — — —
Linear Referencing Towards Referent X X — — — —
Linear Referencing Offset X — X — — —
Linear Referencing Offset Vector X X X
— — —
Linearly Located Event X — — — X —
Linear Segmentation X — — — X X

2.2.3 Operation conformance
Operation conformance includes both the consistent use of operation interfaces and data type conformance
for the parameters, and return values used by those operations. Operation conformance also includes get and
set operations for attributes.
Table 2 assigns conformance tests to each of the packages in Clause 6. Each row in the table represents one
conformance class. A specification claiming operation conformance to a package in the first column of the
table shall satisfy the requirements specified by the tests given in the remaining columns to the right.
Table 2 — Operation conformance tests
Conformance test
Package
A.1.1 A.1.2 A.1.3 A.1.4 A.1.5 A.1.6
A.2.1 A.2.2 A.2.3 A.2.4 A.2.5 A.2.6
Linear Referencing System X — — — — —
Linear Referencing Towards Referent X X — — — —
Linear Referencing Offset X — X — — —
Linear Referencing Offset Vector X X X
— — —
Linearly Located Event X — — — X —
Linear Segmentation X — — — X X
2 © ISO 2012 – All rights reserved

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, Geographic information — Conceptual schema language
ISO 19107, Geographic information — Spatial schema
ISO 19108, Geographic information — Temporal schema
ISO 19111, Geographic information — Spatial referencing by coordinates
4 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1
attribute event
value of an attribute of a feature (4.4) that may apply to only part of the feature
NOTE 1 An attribute event includes the linearly referenced location (4.16) where the attribute value applies along the
attributed feature (4.2).
NOTE 2 An attribute event may be qualified by the instant (4.8) in which, or period (4.20) during which, the attribute
value applied.
4.2
attributed feature
feature (4.4) along which an attribute event (4.1) applies
4.3
direct position
position (4.21) described by a single set of coordinates within a coordinate reference system
[ISO 19107:2003, 4.26]
4.4
feature
abstraction of real world phenomena
[ISO 19101:2002, 4.11]
4.5
feature event
information about the occurrence of a located feature (4.17) along a locating feature (4.18)
NOTE 1 A feature event includes the linearly referenced location (4.16) of the located feature along the locating
feature.
NOTE 2 A feature event may be qualified by the instant (4.8) in which, or period (4.20) during which, the feature event
occurred.
4.6
geometric primitive
geometric object representing a single, connected, homogeneous element of space
[ISO 19107:2003, 4.48]
4.7
height
h, H
distance of a point from a chosen reference surface measured upward along a line perpendicular to that
surface
[ISO 19111:2007, 4.29]
NOTE The surface is normally used to model the surface of the Earth.
4.8
instant
0-dimensional geometric primitive (4.6) representing position (4.21) in time
[ISO 19108:2002, 4.1.17]
NOTE The geometry of time is discussed in ISO 19108:2002, 5.2.
4.9
linear element
1-dimensional object that serves as the axis along which linear referencing (4.10) is performed
NOTE Also known as curvilinear element.
EXAMPLES Feature (4.4), such as “road”; curve geometry; directed edge topological primitive.
4.10
linear referencing
specification of a location (4.19) relative to a linear element (4.9) as a measurement along (and optionally
offset from) that element
NOTE An alternative to specifying a location as a two- or three- dimensional spatial position (4.22).
4.11
Linear Referencing Method
manner in which measurements are made along (and optionally offset from) a linear element (4.9)
4.12
Linear Referencing System
[1]
set of Linear Referencing Methods (4.11) and the policies, records and procedures for implementing them
4.13
linear segment
part of a linear feature (4.4) that is distinguished from the remainder of that feature by a subset of attributes,
each having a single value for the entire part
NOTE 1 A linear segment is a one-dimensional object without explicit geometry.
NOTE 2 The implicit geometry of the linear segment can be derived from the geometry of the parent feature.
4.14
linearly located
located using a Linear Referencing System (4.12)
4.15
linearly located event
occurrence along a feature (4.4) of an attribute value or another feature
NOTE 1 The event location (4.19) is specified using linearly referenced locations (4.16).
4 © ISO 2012 – All rights reserved

NOTE 2 A linearly located event may be qualified by the instant (4.8) in which, or period (4.20) during which, the
linearly located event occurred.
NOTE 3 ISO 19108 limits events to a single instant in time and does not include the specification of a location.
4.16
linearly referenced location
location whose position (4.21) is specified using linear referencing (4.10)
4.17
located feature
feature (4.4) that is linearly located (4.14) along an associated (locating) feature
EXAMPLE A feature “bridge” may be a located feature along the feature “railway” [a locating feature (4.18)].
4.18
locating feature
feature (4.4) that is used to identify the location (4.19) of linearly located (4.14) features
EXAMPLE A feature “road” may be the locating feature for a feature “pedestrian crossing” [a located feature (4.17)].
4.19
location
identifiable geographic place
[ISO 19112 :2003, 4.4]
NOTE A location is represented by one of a set of data types that describe a position (4.21), along with metadata
about that data, including coordinates (from a coordinate reference system), a measure [from a Linear Referencing
System (4.12)], or an address (from an address system). [ISO 19133].
4.20
period
one-dimensional geometric primitive (4.6) representing extent in time
[ISO 19108:2002, 4.1.27]
NOTE A period is bounded by two different temporal positions (4.23).
4.21
position
data type that describes a point or geometry potentially occupied by an object or person
[ISO 19133:2005, 4.18]
NOTE A direct position (4.3) is a semantic subtype of position. Direct positions as described can define only a point
and, therefore, not all positions can be represented by a direct position. That is consistent with the “is type of” relation. An
ISO 19107 geometry is also a position, just not a direct position.
4.22
spatial position
direct position (4.3) that is referenced to a 2- or 3-dimensional coordinate reference system
NOTE An alternative to specifying a location (4.19) as a linearly referenced location (4.16).
4.23
temporal position
location (4.19) relative to a temporal reference system (4.24)
[ISO 19108:2002, 4.1.34]
4.24
temporal reference system
reference system against which time is measured
[ISO 19108:2002, 4.1.35]
4.25
valid time
time when a fact is true in the abstracted reality
[ISO 19108:2002, 4.1.39]
5 Abbreviated terms
CRS Coordinate Reference System
LRM Linear Referencing Method
LRS Linear Referencing System
SOAP Single Object Access Protocol
SQL Structured Query Language
UML Unified Modelling Language
XSP Cross-Sectional Positioning
NOTE The UML notation described in ISO/TS 19103 is used in this International Standard.
6 Linear referencing
6.1 Introduction
6.1.1 Linear referencing concepts
6.1.1.1 General
Linear Referencing Systems are in wide use in transportation but are also appropriate in other areas such as
utilities. They allow for the specification of positions along linear elements by using measured distances along
(and optionally offset from) the element. This is in contrast to using spatial positions that use two- or three-
dimensional coordinates, consistent with a particular Coordinate Reference System (CRS).
Linearly referenced locations are significant for several reasons. First, a significant amount of information is
currently held in huge databases from legacy systems that pre-date Geographic Information Systems (GIS).
Many useful applications can and have been built on these data with no understanding of where on the earth's
surface the data are located. Knowing where they are located relative to a linear element such as a roadway
route or pipeline is sufficient to support these applications and can be used as a means of integrating data
from multiple, disparate sources.
In some situations, having a linearly referenced location along a known linear element is more advantageous
than knowing its spatial position. Consider a crash in need of emergency assistance. Knowing the linear
element (Northbound I-95) and the approximate linear location is superior to having a potentially more precise
spatial GPS location that is not of significant accuracy to determine whether it is northbound or southbound
I-95, especially if an impassable barrier separates the two carriageways.
The linearly referenced location as specified in this International Standard as a position expression, therefore,
has many uses. It can be used to tie information about a linear facility to a specific location along that facility. It
can also be used to find a position on the face of the earth by specifying how far along the position is (and
optionally offset from) on a particular linear element.
6 © ISO 2012 – All rights reserved

This International Standard proposes a consistent specification for describing linearly referenced locations that
also enables translation between different referencing methods and/or linear elements. It also specifies how
these position expressions can be used to specify how information that pertains to only a part of a linear
element can be specified as linearly located events.
A Linear Referencing System is a set of Linear Referencing Methods (LRM) and the policies, records and
procedures for implementing them. There are numerous, seemingly disparate, Linear Referencing Methods in
use today. There is no single, best method, as each has advantages in certain situations. It is, therefore,
unreasonable to propose a single standard Linear Referencing Method. The Generalized Model for Linear
[3]
Referencing has been developed which instead categorizes Linear Referencing Methods into a basic set of
common concepts. The additional advantage of this approach is that it also enables a singular method for
translating linearly referenced locations into locations specified by another method or along an alternative
linear element. This translation method is both closed and transitive, insuring round-tripping and translation
chaining.
The Generalized Model standardizes the content of a linearly referenced location as containing three
components: that which is being measured (linear element), the method of measurement (Linear Referencing
Method) and the measured value (distance expression).
6.1.1.2 Linear element
Linear element is the general term which encompasses anything that can be measured using linear
referencing. This includes ISO 191nn features, linear geometries and linear topologies.
Features do not have to be linear. A road feature, for example, may have multiple spatial representations to
support multiple applications. These can be high-precision linear curves to support civil engineering design,
low-resolution straight linestrings to support GIS applications, or areas to support pavement management
applications. The only requirement is that it be possible to measure along the feature in a linear, one-
dimensional, sense.
Features may represent fundamental entities, like a road element between two intersections, or more complex
entities, such as a highway route spanning an entire state or country. Depending on the application schema,
the feature can represent the entire road (width-wise) or only one of its carriageways. Therefore, this
International Standard uses the word “roadway” intentionally to mean either the full road or a single
carriageway.
Linear element features may have no geometry at all. Many existing systems store information about roads by
defining roadway characteristics along the roadway, without specifying where the road is physically located.
This does preclude the ability to translate spatial positions into linearly referenced locations along the feature.
However, it is possible to translate linearly referenced locations to other linear elements or to other Linear
Referencing Methods. Using linear referencing instead of its geometry to define roadway characteristics
directly against the feature enables the definition of multiple geometries for the feature without having to
repeat the roadway characteristics for each spatial representation. It also allows for the definition of roadway
characteristics when no geometry exists.
The linear geometry type of linear element includes instances of geometric curves, as these can be measured
along and their geometric location is known. It is, therefore, possible to project a spatial position onto the
linear geometry and represent its location as a linearly referenced location along the geometry. It is also
possible to translate a linearly referenced location along the geometry into two- or three-dimensional space.
Geometric curves are typically represented as attributes of features. Once a spatial position has been
projected onto the curve, it is then possible to translate this location into a linearly referenced location on the
feature itself.
The linear topology type of linear element includes instances of directed edges. Edges usually do not have a
length attribute but do have one or more weights associated with the cost of traversing the edge. Measuring
along an edge, therefore, entails pro rata distribution based upon the weight value(s). Only a limited number of
Linear Referencing Method types can be used for measuring edges.
Linear elements can have attributes. If specified for the linear element, the value of these attributes applies to
the entire linear element. Attribute events enable attribute values to apply to part of the linear element
(see 6.1.1.5).
6.1.1.3 Linear Referencing Method
How a linear element is measured is specified by the Linear Referencing Method. Example Linear
Referencing Methods are included in Annex C. The Linear Referencing Method specifies whether the
measurement is absolute, relative, or interpolative. Absolute measurements, such as milepoint, hecto-metre
and kilometre-point, are made from the start of the linear element. Relative measurements, such as a milepost,
kilopost or reference post, are made from some known location along the linear element, called a referent.
Interpolative measurements, such as percentage or normalized, use linear interpolation along the entire length
of the linear element.
The Linear Referencing Method specifies if an additional, offset measurement can be made perpendicular to
the linear element to specify a location that does not lie directly on the linear element. The offset
measurement can be made from the linear element itself or relative from an offset referent, for example, 5 m
from the reference line of a road or 5 ft from the back of the curb, respectively.
The Linear Referencing Method specifies the units of measure for measuring along the linear element. This
results in the fundamental difference between a milepoint versus a kilometre-point Linear Referencing
Method; the first measures in miles, the second in kilometres. If a Linear Referencing Method allows offsets,
the Linear Referencing Method also specifies the units of measure for offset measurements.
Because of the wide variety of Linear Referencing Methods currently in use, it is possible to enumerate
particular constraints about the method, for example, to allow only reference marker type of referents for a
Reference Post Linear Referencing Method. Constraints for commonly used Linear Referencing Methods are
suggested in Annex C.
6.1.1.4 Distance Expression
6.1.1.4.1 Distance Along
The measured value which defines the location along the linear element in accordance with the Linear
Referencing Method is specified with a distance expression. In its simplest form, this is the “distance along”
the linear element for an absolute Linear Referencing Method. It specifies how far along the linear element to
measure from the start of the linear element in the direction towards the end of the linear element. The
resultant “along” location A is on the linear element, as shown in Figure 1. For example, a distance expression
with a “distance along” of 4,0 for a kilometre-point Linear Referencing Method along Route 1 specifies a
location on Route 1 that is measured 4,0 kilometres along the route from its start.
distance along
start end
linear element A
Figure 1 — Linearly referenced along location A with an absolute Linear Referencing Method
It is often the case that the measure at the start of the linear element is not equal to zero for a particular
absolute type of Linear Referencing Method. For example, in Figure 2, the linear element start has a
kilometre-point value of 0,5 km. An “absolute zero” point is, therefore, introduced to specify where an absolute
Linear Referencing Method shall begin measuring distance along values.
In Figure 2, absolute zero occurs 0,5 km prior to the start of the linear element for the specified absolute
Linear Referencing Method. A position expression having this Linear Referencing Method of kilometre-point
and a distance expression with a distance along value of 4,0 km specifies a location that is measured 4,0 km
8 © ISO 2012 – All rights reserved

along the linear element from absolute zero. The result is an along location A that is 3,5 km from the start of
the linear element.
distance along = 4
start
absolute linear element end
A = 3,5
= 0,5
zero
Figure 2 — Absolute Linear Referencing Method with non-zero linear element start
For an interpolative Linear Referencing Method, the distance expression is comprised of a single measure
value. Here this value is used with linear interpolation to determine the location along the linear element based
on the length (or weight) of the linear element as shown in Figure 3. A distance expression with a measured
value of 60 for a percentage Linear Referencing Method along Route 1, which has a length of 50 km, specifies
an along location A on Route 1 which is 30 km along the route from its start.
distance along
start end
linear element
A
length
Figure 3 — Linearly referenced along location A with an interpolative Linear Referencing Method
6.1.1.4.2 Referents
For relative Linear Referencing Methods, the “distance along” is measured along the linear element from a
known location on the linear element, called a “from referent”, as shown in Figure 4. For example, a distance
expression with a “distance along” of 0,5 for a kilometre-post Linear Referencing Method along Route 1
specifies an along location A on Route 1 that is 0,5 km along the route from the specified kilometre-post
located at referent location R. If the kilometre-post is located 4,0 km from the start of Route 1, then the
resultant location is 4,5 km from the start of the route.
distance
along
R
start linear element A end
Figure 4 — Linearly referenced along location A with a relative Linear Referencing Method
Referent types vary between Linear Referencing Methods. These include, for example, intersections,
administrative and maintenance boundaries, landmarks and physical reference markers.
If the Linear Referencing Method is of type Linear Referencing Method With Towards Referent, a “towards
referent” can be added to a distance expression to disambiguate the direction in which the measurement is
from referent
made, as shown in Figure 5. Measurements are made in the direction from the “from referent” towards the
“towards referent”, regardless of the directional sense of the linear element being measured.
distance
along
R
linear element A
Figure 5 — Linearly referenced along location A with from and towards referents
6.1.1.4.3 Offsets
If the Linear Referencing Method is of type Linear Referencing Method With Offset, the distance expression
may include an offset expression to specify locations not directly on the linear element. Each position
expression may have either
a) a lateral offset
1) measured left or right (perpendicular to) the linear element reference line from the distance along
point,
2) measured left or right (perpendicular to) a lateral offset referent,
3) measured in a “lateral” direction defined by the LRS from the distance along point,
4) specified by convention;
b) a vertical offset
1) measured opposite to or in the direction of gravity, above or below the linear element from the
distance along point,
2) measured opposite to or in the direction of gravity above or below a vertical offset referent,
3) measured in a “vertical” direction defined by the LRS from the distance along point;
c) a lateral offset and a vertical offset, measured as stated above;
d) a vector offset measured along a vector from the linear element; or
e) no offset at all.
For lateral offsets, the lateral offset distance specifies the distance measured perpendicular to the linear
element at the location specified by the “distance along” (point A) to the linearly referenced offset location O,
as shown in Figure 6.
10 © ISO 2012 – All rights reserved

from referent
towards referent
lateral
lateral
lateral
offset
offset
referent
distance
distance
offset
distance along
A
start end
linear element
O
Figure 6 — Linearly referenced offset location O with a lateral offset distance
If a lateral offset referent is also included, then the resultant location is determined as shown in Figure 7. First,
an along location A is determined by the distance along the linear element. Then a referent offset location RO
is determined by intersecting the lateral offset referent with a normal to the linear element through location A.
If A is a vertex of the linear element, then that part of the linear element occurring just prior to A is used to
determine the direction of the normal. Finally, the offset location O can be determined by measuring the lateral
offset distance along a line that is normal to the lateral offset referent at location RO. If RO is a vertex of the
lateral offset referent, then that part of the lateral offset referent occurring just prior to RO is used to determine
the direction of the normal. Here, “just prior” assumes that the lateral offset referent is defined in the same
relative direction as the linear element.
The lateral offset referent can be the name of an entity in the real world, such as curb, to enable the
specification of the location as “5 ft back of curb”. Alternatively, the offset referent can be an instance of a
feature, such as a feature representing the curb. If the linear element and feature instance have associated
linear geometries, then it is possible to calculate the spatial position of the linearly referenced location.
distance along
A
end
start
linear element
RO
O
Figure 7 — Linearly referenced offset location O with an offset referent
In some countries, lateral positioning conventions have been established for named partitioning of the
roadway cross-section. For example, in the UK and Canada, the cross-sectional positioning (XSP) convention
assigns abbreviations and indexes to strips and lines that comprise the roadway cross-section. Strips are
roadway cross-section sub-features, like individual lanes, whereas lines represent edges of features, such as
the edge of a carriageway.
EXAMPLE Strip –L1 is the right-most left additional nearside lane and line RE is the right (carriageway) edge
(see C.5.2).
These positions are accommodated by specifying them as an offset referent.
With a Linear Referencing Method With Offset, a distance expression may have a vertical offset. If no lateral
offset is specified, then the resultant linearly referenced location is directly above or below the linear element
offset referent
lod-1
at along location A. If a lateral offset is specified, then the resultant linearly referenced location is directly
above or below laterally offset location O as shown in Figure 6 or location RO as shown in Figure 7 if a lateral
offset referent is included. Vertical offsets are measured in the direction away from (up) or towards (down) the
centre of the earth.
If the distance expression contains a vertical offset referent, then the vertical offset distance is measured up or
down from that referent. Otherwise, it is measured up or down from the height of along location A on the linear
element.
The approach taken with lateral (and vertical) offsets is appropriate for many transportation domains such as
road and rail where the linear elements are close to being horizontal. There are, however, some anomalies.
Determination of the linearly referenced location of a point from a linear element might not be deterministic, as
many such linearly referenced locations are possible. There are also offset points that cannot be linearly
located offset from a linear element using lateral offsets. In other domains, such as piping, lateral and vertical
offsets might not apply if the linear element is a section of pipe that is itself vertically oriented. For these cases,
the Linear Referencing System can include semantic rules for defining “lateral” and “vertical” directions. An
alternative approach, vector offsets, is also available.
Figure 8 demonstrates the case where the determination of a linearly referenced location along a linear
element is non-deterministic for offset location O. An along location A with a lateral offset distance lod-1
results in the specification of offset location O. However, along location A with a lateral offset distance lod-2
specifies the same offset location O. In order to make the projection operation deterministic, the along location
with the lowest absolute distance along measure shall be returned. For the projection of location O onto the
linear element, A shall be returned as the resultant location because its absolute distance along the linear
element is less than that of A .
end
O
lod-2
A
linear element
A
start
additional distance along
distance along
Figure 8 — Non-deterministic offset location
Of greater concern is the unsatisfiable condition shown in Figure 9. Two possible offset locations, O and O ,
1 2
can be reached from the same along location A using equal lateral offset distances lod-1 and lod-2. There is
no way of specifying offset locations in the grey region between O and O using a linearly referenced location
1 2
and the linear element shown. The size of this region is dependent upon the deflection angle of the linear
element at A as well as the magnitude of the lateral offset distance. If the discontinuity in the linear element
were replaced by a circular arc, this problem would no longer exist, though the deterministic case mentioned
above can still result.
To make calculations deterministic, the following assumption shall be made. If the distance along results in a
point of discontinuity in the linear element, the offset shall be measured perpendicular to that part of the linear
element that is terminated by the point of discontinuity. In Figure 9, location A represents a discontinuity in the
linear element shown. A linearly referenced location having a distance along resulting in location A shall,
therefore, specify location O for an offset measure of lod-1.
12 © ISO 2012 – All rights reserved

lod-1
end
di
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19148
Première édition
2012-02-15
Information géographique —
Référencement linéaire
Geographic information — Linear referencing

Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

©  ISO 2012
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1  Domaine d'application . 1
2  Conformité . 1
2.1  Aperçu général de la conformité . 1
2.2  Classes de conformité . 2
3  Références normatives . 3
4  Termes et définitions . 3
5  Termes abrégés . 6
6  Référencement linéaire . 7
6.1  Introduction . 7
6.2  Package: Système de référencement linéaire . 18
6.3  Package: Référent d'orientation de référencement linéaire . 32
6.4  Package: Décalage de référencement linéaire . 34
6.5  Package: Vecteur de décalage de référencement linéaire . 41
6.6  Package: Événement localisé linéairement . 43
6.7  Package: Segmentation linéaire . 50
Annexe A (normative) Suite de tests abstraits . 55
Annexe B (informative) Modèle généralisé pour le référencement linéaire . 59
Annexe C (informative) Méthodes et modèles de référencement linéaire couramment utilisés . 63
Annexe D (informative) Exemples d'événements et de segmentations . 84
Bibliographie . 91

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 19148 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 211, Information géographique/Géomatique.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés

Introduction
La présente Norme internationale est une description des données et des opérations nécessaires pour le
référencement linéaire. Cela inclut les systèmes de référencement linéaire, les événements localisés
linéairement et les segments linéaires.
Les systèmes de référencement linéaire permettent de spécifier des positions le long d'objets linéaires.
[3]
L'approche est basée sur le modèle généralisé de référencement linéaire normalisé pour la première fois
dans l'ISO 19133:2005, 6.6. La présente Norme internationale développe le modèle inclus dans l'ISO 19133,
à la fois en ce qui concerne la fonctionnalité et les explications.
L'ISO 19109 traite des entités représentant des objets distincts dotés d'attributs ayant des valeurs qui
s'appliquent à l'entité entière. Il est admis dans l'ISO 19123 que la valeur de l'attribut peut varier en fonction
de la position dans une entité mais cette norme ne traite pas de l'attribution des valeurs d'attributs à un seul
point ou à une seule longueur le long d'une entité linéaire. Les événements localisés linéairement fournissent
le mécanisme pour spécifier l'attribution d'objets linéaires lorsque la valeur de l'attribut varie le long d'une
entité linéaire. Un système de référencement linéaire est utilisé pour spécifier à quel endroit le long de l'objet
linéaire s'applique chaque valeur d'attribut. Le même mécanisme peut être utilisé pour spécifier l'endroit le
long d'un objet linéaire où est situé un autre objet, tel qu'une glissière de sécurité ou un accident de la
circulation.
Il est de pratique courante de segmenter un objet linéaire comportant des événements localisés linéairement
à partir d'un ou de plusieurs de ses attributs. Les segments linéaires qui en résultent ne se voient attribuer
que les attributs utilisés dans le processus de segmentation, ce qui garantit que les segments linéaires sont
de valeur homogène pour ces attributs de segmentation.
La présente Norme internationale diffère de l'ISO 19133:2005, 6.6 sur les points suivants.
a) Toutes les occurrences des expressions «méthode de référence linéaire» et «système de référence
linéaire» ont été remplacées par «méthode de référencement linéaire» et «système de référencement
linéaire», respectivement.
b) L'élément LR_Element a été renommé LR_LinearElement et est en outre défini comme étant une entité,
une géométrie ou une topologie. Cela doit permettre d'introduire la nouvelle interface ILinearElement, ce
qui signifie qu'il est possible d'effectuer un mesurage le long de ces éléments (linéairement).
c) La nouvelle interface introduite ILinearElement comprend des opérations pour renvoyer la méthode de
référencement linéaire par défaut de l'élément linéaire et chacune de ses valeurs d'attributs de longueur
ou de pondération. Elle comprend également des opérations de conversion entre les méthodes de
référencement linéaire et/ou les éléments linéaires.
d) Les types de méthodes de référencement linéaire ont été formalisés sous la forme d'une liste de codes
(Codelist). Les noms des méthodes de référencement linéaire courantes ont été ajoutés dans une
annexe informative.
e) Un attribut supplémentaire, constraint[0.*], a été ajouté à la méthode de référencement linéaire pour
spécifier les contraintes imposées par la méthode, comme «ne permettre que les référents de marqueurs
de référencement». Cela est une alternative à la création de sous-types de méthode, ce qui imposerait
une approche trop structurée, incompatible avec le modèle généralisé et qui resterait indéterminée en
raison du grand nombre des méthodes de référencement linéaire actuellement utilisées.
f) L'opération «project» (projeter) de la méthode de référencement linéaire a été renommée «lrPosition» et
déplacée dans l'interface ISpatial et une deuxième opération inverse, l'opération «point», a été ajoutée.
Seuls les LR_Curves sont une réalisation de cette interface du fait que leur représentation spatiale est
nécessaire pour les deux opérations ainsi que pour l'interface ILinearElement.
g) L'attribut de mesure LR_PositionExpression a été extrait et placé dans une expression de distance
DistanceExpression en même temps que le référent optionnel et les rôles de décalage cohérents avec le
modèle théorique d'origine. Cela permet de ne spécifier qu'un LR_DistanceExpression lorsque
LR_LinearElement et LR_LinearReferencingMethod sont déjà connus.
h) Le marqueur de référencement ReferenceMarker a été généralisé et renommé LR_Referent pour pouvoir
décrire d'autres types de référents comme les intersections, les limites et les points de repère. Ce type a
été formalisé sous la forme d'une liste de codes (Codelist).
i) Un deuxième référent optionnel (un référent d'orientation) a été ajouté dans un nouveau package
(optionnel) de référent d'orientation de référencement linéaire (LRTR), pour les méthodes de
référencement linéaire qui permettent de déterminer la direction de mesurage.
j) Le décalage LateralOffsets a été déplacé dans un nouveau package (optionnel) de décalage de
référencement linéaire (LRO). Les décalages horizontaux, verticaux et les décalages combinés
horizontaux et verticaux sont à présent pris en charge. Le référent de décalage a été généralisé pour
permettre la prise en compte d'instances d'entité ainsi que des chaînes de caractère.
k) Le décalage VectorOffsets a été adopté à partir de l'ISO 19141, et placé dans un nouveau package
(optionnel) de vecteur de décalage de référencement linéaire (LROV). Un système de référencement par
coordonnées (CRS) pour le vecteur de décalage optionnel peut être fourni s'il est différent du système
CRS de l'élément linéaire.
l) Le modèle théorique sur lequel la norme d'origine a été élaborée est expliqué dans l'Annexe B.
m) Des explications sont ajoutées tout au long de la présente Norme internationale pour expliquer les
concepts présentés.
n) Des changements mineurs ont été apportés à certains noms de classes, d'attributs et de rôles.
o) Un nouveau package (optionnel) d'événement localisé linéairement (LE), a été ajouté, lequel utilise des
positions référencées linéairement pour spécifier à quel endroit le long d'une entité linéaire une valeur
d'attribut particulière ou une autre instance d'entité s'applique.
p) Un nouveau package (optionnel) de segmentation linéaire (LS), a été ajouté pour permettre le découpage
d'entités linéaires ayant des valeurs d'attribut variables en des segments linéaires dotés d'attributs de
valeur constante.
q) La méthode de référencement linéaire absolue avec un début d'élément linéaire non nul est à présent
prise en charge.
r) Les types lateralOffsetReferentType et verticalOffsetReferentType ont été transformés de listes de codes
(Codelist) en chaînes de caractères (CharacterString).

vi © ISO 2012 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 19148:2012(F)

Information géographique — Référencement linéaire
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie un schéma conceptuel pour les localisations par rapport à un objet
à une seule dimension sous la forme d'un mesurage le long de cet objet (et éventuellement décalées par
rapport à celui-ci). Elle définit une description des données et des opérations nécessaires pour utiliser et
prendre en charge les référencements linéaires.
La présente Norme internationale est applicable aux transports, aux installations, aux services géolocalisés et
aux autres applications qui définissent des localisations par rapport à des objets linéaires.
2 Conformité
2.1 Aperçu général de la conformité
L'Article 6 de la présente Norme internationale utilise le langage de modélisation unifié (UML) pour présenter
les schémas conceptuels destinés à décrire les constructions nécessaires pour le référencement linéaire. Ces
schémas définissent des classes conceptuelles qui doivent être utilisées dans des schémas d'application, des
profils et des spécifications d'implémentation. La présente Norme internationale ne concerne que les
interfaces visibles depuis l'extérieur et n'impose aucune limitation sur les implémentations sous-jacentes sauf
si cela est nécessaire pour satisfaire aux spécifications d'interface existantes comme:
 les interfaces vers les services logiciels utilisant des techniques telles que SOAP;
 les interfaces vers les bases de données utilisant des techniques telles que SQL;
 l'échange mutuel de données utilisant le codage défini dans l'ISO 19118.
Quelques applications ont besoin de la gamme complète des possibilités décrites dans ce schéma conceptuel.
L'Article 6 définit donc un ensemble de classes de conformité qui vont des applications dont les exigences
sont le strict minimum nécessaire pour définir des structures de données jusqu'à l'implémentation totale des
objets. Cette flexibilité est contrôlée par un ensemble de types UML qui peuvent être implémentés de diverses
manières. Les implémentations qui définissent totalement la fonctionnalité de l'objet doivent implémenter
toutes les opérations définies par les types de la classe de conformité choisie, comme cela est courant pour
les implémentations d'objets définis par le langage UML. Les implémentations qui choisissent de dépendre de
«fonctions libres» externes pour certaines des opérations ou pour la totalité, ou qui renoncent à celles-ci, n'ont
pas besoin de prendre en charge toutes les opérations, mais doivent toujours prendre en charge un type de
données suffisant pour enregistrer l'état de chacun des types UML choisis, défini par ses variables
constitutives. Il est possible d'utiliser des noms communs pour des concepts qui sont identiques mais qui ont
des implémentations techniquement différentes. Le modèle UML dans la présente Norme internationale définit
des types abstraits, les schémas d'application définissent des classes conceptuelles, divers systèmes
logiciels définissent des classes d'implémentation ou des structures de données et le langage XML de la
norme de codage (ISO 19118) définit des balises d'entités. Tous ces éléments font référence au même
contenu d'information. Cela ne pose pas de problème de permettre l'utilisation du même nom pour
représenter le même contenu d'information même si à un niveau plus fondamental il existe d'importantes
différences techniques pour implémenter les entités numériques. Cela «permet» d'utiliser directement dans
les schémas d'application les types définis dans le modèle UML.
2.2 Classes de conformité
2.2.1 Généralités
La conformité à la présente Norme internationale doit consister soit en une conformité en termes de type de
données, soit en une conformité à la fois en termes de type de données et d'opération.
2.2.2 Conformité en termes de type de données
La conformité en termes de type de données inclut l'utilisation de types de données dans des schémas ou
des profils d'application qui instancient des types de cette Norme internationale. Dans ce contexte,
«instancier» signifie qu'il existe une correspondance entre les types de la partie appropriée de la présente
Norme internationale et les types de données du schéma ou du profil d'application, de sorte que chaque type
standard peut être considéré comme un supertype du type de données du schéma d'application. Cela signifie
qu'un type de données de schéma ou de profil d'application correspondant à un type standard contient des
données suffisantes pour recréer le contenu de l'information de ce type-là.
Le Tableau 1 assigne des tests de conformité à chacun des packages de l'Article 6. Chaque ligne dans le
tableau représente une classe de conformité. Une spécification revendiquant une conformité en termes de
type de données pour un package de la première colonne du tableau doit satisfaire aux exigences spécifiées
par les tests indiqués dans les colonnes restantes sur la droite.
Tableau 1 — Tests de conformité en termes de type de données
Tests de conformité
Package
A.1.1 A.1.2 A.1.3 A.1.4 A.1.5 A.1.6
Système de référencement linéaire X — — — — —
Référent d'orientation de référencement X X — — — —
linéaire
Décalage de référencement linéaire X — X — — —
Vecteur de décalage de référencement X — X X — —
linéaire
Événement localisé linéairement X — — — X —
Segmentation linéaire X — — — X X
2.2.3 Conformité en termes d'opération
La conformité en termes d'opération comprend à la fois l'utilisation cohérente des interfaces d'opération et la
conformité en termes de type de données pour les paramètres et les valeurs en sortie utilisées par ces
opérations. La conformité en termes d'opération comprend également les opérations «obtenir» (get) et «fixer»
(set) pour les attributs.
Le Tableau 2 assigne des tests de conformité à chacun des packages de l'Article 6. Chaque ligne du tableau
représente une classe de conformité. Une spécification revendiquant une conformité en termes d'opération
pour un package de la première colonne du tableau doit satisfaire aux exigences spécifiées par les tests
indiqués dans les colonnes restantes sur la droite.
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés

Tableau 2 — Tests de conformité en termes d'opération
Tests de conformité
Package
A.1.1 A.1.2 A.1.3 A.1.4 A.1.5 A.1.6
A.2.1 A.2.2 A.2.3 A.2.4 A.2.5 A.2.6
Système de référencement linéaire X — — — — —
Référent d'orientation de référencement X X — — — —
linéaire
Décalage de référencement linéaire X — X — — —
Vecteur de décalage de référencement X — X X — —
linéaire
Événement localisé linéairement X — — — X —
Segmentation linéaire X — — — X X
3 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO/TS 19103, Information géographique — Langage de schéma conceptuel
ISO 19107:2003, Information géographique — Schéma spatial
ISO 19108:2002, Information géographique — Schéma temporel
ISO 19111:2007, Information géographique — Système de références spatiales par coordonnées
4 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
4.1
événement d'attribut
valeur d'un attribut d'une entité (4.4) qui peut ne s'appliquer qu'à une partie de l'entité
NOTE 1 Un événement d'attribut comprend la localisation référencée linéairement (4.16) de l'endroit où la valeur de
l'attribut s'applique le long de l'entité dotée d'un attribut (4.2).
NOTE 2 Un événement d'attribut peut être qualifié par l'instant (4.8) auquel ou la période (4.20) au cours de laquelle
la valeur de l'attribut s'applique.
4.2
entité dotée d'un attribut
entité (4.4) le long de laquelle un événement d'attribut (4.1) s'applique
4.3
position directe
position (4.21) décrite par un seul ensemble de coordonnées dans un système de référencement par
coordonnées
[ISO 19107:2003, 4.26]
4.4
entité
abstraction d'un phénomène du monde réel
[ISO 19101:2002, 4.11]
4.5
événement d'entité
information sur l'occurrence d'une entité localisée (4.17) le long d'une entité de localisation (4.18)
NOTE 1 Un événement d'entité comprend la localisation référencée linéairement (4.16) de l'entité localisée le long
de l'entité de localisation.
NOTE 2 Un événement d'entité peut être qualifié par l'instant (4.8) auquel ou la période (4.20) durant laquelle
l'événement d'entité s'est produit.
4.6
primitive géométrique
objet géométrique représentant un seul élément de l'espace homogène et connecté
[ISO 19107:2003, 4.48]
4.7
hauteur
h, H
distance d'un point à partir d'une surface de référence spécifiée, qui est mesurée vers le haut le long d'une
ligne perpendiculaire à cette surface
[ISO 19111:2007, 4.29]
NOTE La surface est normalement utilisée pour modéliser la surface de la Terre.
4.8
instant
primitive géométrique (4.6) sans dimension représentant la position (4.21) dans le temps
[ISO 19108:2002, 4.1.17]
NOTE La géométrie du temps est décrite dans l'ISO 19108:2002, 5.2.
4.9
élément linéaire
objet à une dimension qui sert d'axe le long duquel le référencement linéaire (4.10) est réalisé
NOTE Également connu comme élément curviligne.
EXEMPLES Entité (4.4), comme «une route», une géométrie de courbe, une primitive topologique à axe orienté.
4.10
référencement linéaire
spécification d'une localisation (4.19) par rapport à un élément linéaire (4.9) par le biais d'un mesurage le
long de cet élément (et éventuellement avec un décalage par rapport à celui-ci)
NOTE Une autre possibilité pour spécifier une localisation sous la forme d'une position spatiale (4.22) à deux ou
trois dimensions.
4.11
méthode de référencement linéaire
manière dont les mesurages sont effectués le long d'un élément linéaire (4.9) (et éventuellement avec un
décalage par rapport à celui-ci)
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés

4.12
système de référencement linéaire
ensemble de méthodes de référencement linéaire (4.11) et des politiques, des enregistrements et des

[1]
procédures pour les implémenter
4.13
segment linéaire
partie d'une entité (4.4) linéaire qui se différencie du reste de cette entité par un sous-ensemble d'attributs
ayant chacun une valeur constante
NOTE 1 Un segment linéaire est un objet à une dimension sans géométrie explicite.
NOTE 2 La géométrie implicite du segment linéaire peut être déterminée à partir de la géométrie de l'entité parente.
4.14
localisé linéairement
localisé en utilisant un système de référencement linéaire (4.12)
4.15
événement localisé linéairement
occurrence le long d'une entité (4.4) d'une valeur d'attribut ou d'une autre entité
NOTE 1 La localisation (4.19) de l'événement est spécifiée en utilisant des localisations référencées linéairement
(4.16).
NOTE 2 Un événement localisé linéairement peut être qualifié par l'instant (4.8) auquel ou la période (4.20) au cours
de laquelle l'événement localisé linéairement s'est produit.
NOTE 3 L'ISO 19108:2002 limite les événements à un seul instant et n'inclut pas la spécification d'une localisation.
4.16
localisation référencée linéairement
localisation (4.19) dont la position (4.21) est spécifiée en utilisant un référencement linéaire (4.10)
4.17
entité localisée
entité (4.4) qui est localisée linéairement (4.14) le long d'une entité associée (de localisation)
EXEMPLE Une entité «pont» peut être une entité localisée le long de l'entité «voie ferrée» [une entité de
localisation (4.18)].
4.18
entité de localisation
entité (4.4) qui est utilisée pour identifier la localisation (4.19) des entités localisées linéairement (4.14)
EXEMPLE Une entité «route» peut être l'entité de localisation pour une entité «passage pour piétons» [une entité
localisée (4.17)].
4.19
localisation
lieu géographique identifiable
[ISO 19112:2003, 4.4]
NOTE Une localisation est représentée par un ensemble de types de données décrivant une position (4.21), ainsi
que des métadonnées relatives à ces données, y compris des coordonnées (dans un système de référence par
coordonnées), une mesure [à partir d'un système de référencement linéaire (4.12)] ou une adresse (à partir d'un
système d'adresses). [ISO 19133]
4.20
période
primitive géométrique (4.6) à une dimension représentant une durée dans le temps
[ISO 19108:2002, 4.1.27]
NOTE Une période est limitée par deux positions temporelles (4.23) différentes.
4.21
position
type de données décrivant un point ou une géométrie potentiellement occupé par un objet ou une personne
[ISO 19133:2005, 4.18]
NOTE Une position directe (4.3) est un sous-type sémantique de position. Les positions directes telles que décrites
ne peuvent définir qu'un seul point, l'ensemble des positions ne peut donc pas être représenté par une position directe.
Cela est compatible avec la relation «est du type de». Une géométrie, selon l'ISO 19107:2003, constitue également une
position, mais pas une position directe.
4.22
position spatiale
position directe (4.3) qui est référencée dans un système de référencement par coordonnées à deux ou trois
dimensions
NOTE Une autre possibilité pour spécifier une localisation (4.19) sous la forme d'une localisation référencée
linéairement (4.16).
4.23
position temporelle
localisation (4.19) par rapport à un système de référencement temporel (4.24)
[ISO 19108:2002, 4.1.34]
4.24
système de référencement temporel
système de référencement avec lequel le temps est mesuré
[ISO 19108:2002, 4.1.35]
4.25
moment valide
moment auquel un fait est vrai dans la réalité abstraite
[ISO 19108:2002, 4.1.39]
5 Termes abrégés
CRS Coordinate Reference System (Système de référencement par coordonnées)
LRM Linear Referencing Method (Méthode de référencement linéaire)
LRS Linear Referencing System (Système de référencement linéaire)
SOAP Single Object Access Protocol
SQL Structured Query Language
6 © ISO 2012 – Tous droits réservés

UML Unified Modelling Language (Langage de modélisation unifié)
XSP Cross-Sectional Positioning (Positionnement dans une coupe en travers)
NOTE La notation UML utilisée dans la présente Norme internationale est décrite dans l'ISO/TS 19103.
6 Référencement linéaire
6.1 Introduction
6.1.1 Concepts de référencement linéaire
6.1.1.1 Généralités
Les systèmes de référencement linéaire sont très largement utilisés dans les transports mais sont également
appropriés pour d'autres domaines comme les installations. Ils permettent de spécifier des positions le long
d'éléments linéaires en utilisant des distances mesurées le long de l'élément (et éventuellement avec un
décalage par rapport à celui-ci). Cela est différent de l'utilisation de positions spatiales qui utilisent des
coordonnées à deux ou trois dimensions, conformément à un système de référencement par coordonnées
(CRS) particulier.
Les localisations référencées linéairement ont du sens pour plusieurs raisons. Tout d'abord, une quantité
significative d'informations est actuellement conservée dans des bases de données importantes provenant de
systèmes antérieurs qui ont précédé les systèmes d'informations géographiques (SIG). De nombreuses
applications utiles peuvent et ont été construites sur ces données sans aucune connaissance de l'endroit sur
la surface de la Terre où les données sont localisées. Le fait de savoir où elles sont localisées par rapport à
un élément linéaire tel qu'une route ou un pipeline est suffisant pour prendre en charge ces applications et
cela peut être utilisé comme moyen d'intégrer des données provenant de multiples sources différentes.
Dans certaines situations, le fait de disposer d'une localisation référencée linéairement le long d'un élément
linéaire connu est plus avantageux que le fait de connaître sa position spatiale. Considérons le cas d'un
accident impliquant l'intervention d'une équipe de secours d'urgence. Le fait de connaître l'élément linéaire
(autoroute I-95 en direction du nord) et la localisation linéaire approchée est mieux que de disposer d'une
localisation GPS dans l'espace, potentiellement plus précise, mais qui n'est pas suffisante pour savoir sans
ambiguïté s'il s'agit de l'autoroute I-95 vers le nord ou vers le sud, en particulier si une barrière infranchissable
sépare les deux axes.
La localisation référencée linéairement spécifiée dans la présente Norme internationale comme expression de
position a donc de nombreuses utilisations. Elle peut être utilisée pour faire le lien entre des informations sur
une installation linéaire et une localisation spécifique le long de cette installation. Elle peut également être
utilisée pour trouver une position sur la surface de la Terre en spécifiant une distance le long d'un élément
linéaire particulier (et éventuellement avec un décalage par rapport à celui-ci).
La présente Norme internationale propose une spécification cohérente pour décrire des localisations
référencées linéairement qui permet également une conversion entre différentes méthodes de référencement
et/ou différents éléments linéaires. Elle spécifie également comment ces expressions de position peuvent être
utilisées pour spécifier comment des informations qui ne concernent qu'une partie d'un élément linéaire
peuvent être spécifiées comme des événements localisés linéairement.
Un système de référencement linéaire est un ensemble de méthodes de référencement linéaire (LRM) et de
principes, d'enregistrements et de procédures pour les implémenter. De nombreuses méthodes de
référencement linéaire, apparemment disparates, sont utilisées actuellement. Il n'y a pas une méthode
meilleure que les autres, du fait que chacune a des avantages dans certaines situations. Il est par conséquent
peu raisonnable de proposer une seule méthode de référencement linéaire standard. Le modèle généralisé
[3]
de référencement linéaire a donc été développé pour caractériser, en une base de concepts communs, les
différentes méthodes de référencement linéaire. L'avantage supplémentaire de cette approche est qu'elle
permet également à une seule méthode de convertir des localisations référencées linéairement en
localisations spécifiées par une autre méthode ou le long d'un autre élément linéaire. Cette méthode de
conversion est à la fois fermée et transitive, en garantissant le bouclage et le chaînage des conversions.
Le modèle généralisé normalise le contenu d'une localisation référencée linéairement comme contenant trois
composants: celui qui fait l'objet d'un mesurage (l'élément linéaire), la méthode de mesurage (méthode de
référencement linéaire) et la valeur mesurée (expression de distance).
6.1.1.2 Élément linéaire
L'élément linéaire est le terme général qui englobe tout ce qui peut être mesuré en utilisant un référencement
linéaire. Cela comprend les entités, les géométries linéaires et les topologies linéaires des normes ISO 191nn.
Les entités ne sont pas nécessairement linéaires. Une entité route peut par exemple avoir plusieurs
représentations spatiales pour de multiples applications. Il peut s'agir de courbes linéaires à haute précision
pour permettre une conception en génie civil, de traits droits à basse résolution pour des applications SIG ou
de zones pour des applications de gestion du revêtement. La seule exigence est qu'il soit possible de mesurer
le long de l'entité, dans un sens linéaire à une dimension.
Les entités peuvent représenter des entités fondamentales, comme un élément de route entre deux
intersections, ou des entités plus complexes, comme une autoroute s'étendant sur un État ou un pays entier.
En fonction du schéma d'application, l'entité peut représenter la route entière (sur toute sa largeur) ou
seulement un de ses axes. Par conséquent, la présente Norme internationale utilise le mot «route» de
manière intentionnelle pour désigner soit la route complète, soit un seul axe.
Les entités d'éléments linéaires peuvent ne pas avoir de géométrie du tout. De nombreux systèmes existants
mémorisent des informations sur des routes en définissant des caractéristiques de route le long de la route,
sans spécifier où la route est localisée physiquement. Cela empêche de convertir les positions spatiales en
localisations référencées linéairement le long de l'entité. Cependant, il est possible de convertir les
localisations référencées linéairement en d'autres éléments linéaires ou dans d'autres méthodes de
référencement linéaire. Le fait d'utiliser un référencement linéaire pour définir directement les caractéristiques
de la route par rapport à l'entité, au lieu d'utiliser sa géométrie, permet de définir de multiples géométries pour
l'entité sans avoir à répéter les caractéristiques de la route pour chaque représentation spatiale. Cela permet
également de définir les caractéristiques d'une route lorsque aucune géométrie n'existe.
Le type de géométrie linéaire de l'élément linéaire comprend des instances de courbes géométriques, du fait
que celles-ci peuvent être mesurées et que leur localisation géométrique est connue. Il est donc possible de
projeter une position spatiale sur la géométrie linéaire et de représenter sa localisation sous la forme d'une
localisation référencée linéairement le long de la géométrie. Il est également possible de convertir une
localisation référencée linéairement le long de la géométrie dans un espace à deux ou trois dimensions.
Les courbes géométriques sont habituellement représentées comme des attributs des entités. Une fois qu'une
position spatiale a été projetée sur la courbe, il est alors possible de convertir cette localisation en une
localisation référencée linéairement sur l'entité elle-même.
Le type de topologie linéaire de l'élément linéaire comprend des instances d'arcs orientés. Les arcs n'ont
habituellement pas d'attributs de longueur mais ont une ou plusieurs pondérations associées au coût de
parcours de l'arc. Le mesurage le long d'un arc implique donc une distribution proportionnelle sur la base des
valeurs de pondération. Seul un nombre limité de types de méthodes de référencement linéaire peuvent être
utilisés pour le mesurage des arcs.
Les éléments linéaires peuvent avoir des attributs. Si la valeur de ces attributs est spécifiée pour l'élément
linéaire, elle s'applique à l'élément linéaire entier. Les événements d'attributs permettent aux valeurs des
attributs de s'appliquer à une partie de l'élément linéaire (voir 6.1.1.5).
6.1.1.3 Méthode de référencement linéaire
La manière dont un élément linéaire est mesuré est spécifiée par la méthode de référencement linéaire. Des
exemples de méthodes de référencement linéaire sont inclus à l'Annexe C. La méthode de référencement
linéaire spécifie si le mesurage est absolu, relatif ou interpolé. Les mesurages absolus, comme la méthode en
8 © ISO 2012 – Tous droits réservés

miles, la méthode en hectomètres et la méthode kilométrique, sont réalisés à partir du début de l'élément
linéaire. Les mesurages relatifs, comme la méthode à bornes en miles, la méthode à bornes kilométriques ou
la méthode à bornes de référencement, sont réalisés à partir de certaines localisations connues le long de
l'élément linéaire, appelées référent. Les mesurages interpolés, comme le pourcentage ou la méthode
normalisée, utilisent une interpolation linéaire le long de la longueur entière de l'élément linéaire.
La méthode de référencement linéaire spécifie si un mesurage décalé supplémentaire peut être réalisé
perpendiculairement à l'élément linéaire pour spécifier une localisation qui ne se situe pas directement sur
l'élément linéaire. Le mesurage décalé peut être réalisé à partir de l'élément linéaire lui-même ou par rapport
à un référent de décalage, par exemple 5 m par rapport à la ligne de référence d'une route ou 5 ft par rapport
à l'arrière de la bordure de trottoir, respectivement.
La méthode de référencement linéaire spécifie les unités de mesure pour le mesurage le long de l'élément
linéaire. Cela vient des différences fondamentales entre une méthode de référencement linéaire en miles et
une méthode de référencement linéaire kilométrique: la première se mesure en miles et la deuxième en
kilomètres. Si une méthode de référencement linéaire permet des décalages, la méthode de référencement
linéaire spécifie les unités de mesure pour les mesurages décalés.
Du fait de la large diversité de méthodes de référencement actuellement utilisées, il est possible d'énumérer
des contraintes particulières sur la méthode, par exemple ne permettre qu'un type de marqueur de
référencement pour des référents dans une méthode de référencement linéaire à bornes de référencement.
Les contraintes pour les méthodes de référencement linéaire couramment utilisées sont suggérées à
l'Annexe C.
6.1.1.4 Expression de distance
6.1.1.4.1 «Distance le long de»
La valeur mesurée qui définit la localisation le long de l'élément linéaire en fonction de la méthode de
référencement linéaire est spécifiée avec une expression de distance. Dans sa forme la plus simple, il s'agit
de la «distance le long de» l'élément linéaire pour une méthode de référencement linéaire absolue. Elle
spécifie la distance le long de l'élément linéaire mesurée par rapport au début de l'élément linéaire en
direction de la fin de l'élément linéaire. La localisation A qui en résulte se trouve sur l'élément linéaire, comme
représenté sur la Figure 1. Par exemple, une expression de distance avec une «distance le long de» de 4,0
pour une méthode de référencement linéaire kilométrique le long de la Route 1 spécifie une localisation sur la
Route 1 qui est mesurée à 4,0 km le long de la route depuis son début.
«distance le long de»
début fin
Élément linéaire A
Figure 1 — Localisation référencée linéairement A
avec une méthode de référencement linéaire absolue
Il arrive souvent que la mesure au début de l'élément linéaire ne soit pas égale à zéro pour un type absolu
particulier de méthode de référencement linéaire. Par exemple, sur la Figure 2, le début de l'élément linéaire a
une valeur kilométrique de 0,5 km. Un point de «zéro absolu» est par conséquent introduit pour spécifier
l'endroit d'où une méthode de référencement linéaire absolue doit commencer à mesurer les valeurs de
distance.
Sur la Figure 2, le zéro absolu apparaît à 0,5 km avant le début de l'élément linéaire pour la méthode de
référencement linéaire absolue spécifiée. Une expression de position découlant de cette méthode de
référencement linéaire kilométrique et ayant une expression de distance d'une valeur de «distance le long de»
de 4,0 km spécifient une localisation qui est mesurée à 4,0 km le long de l'élément linéaire par rapport au zéro
absolu. Le résultat est une localisation A qui se trouve à 3,5 km par rapport au début de l'élément linéaire.
«distance le long de» = 4
début
Zéro Élément linéaire fin
A = 3,5
= 0,5
absolu
Figure 2 — Méthode de référencement linéaire absolue avec un début d'élément linéaire non nul
Pour une méthode de référencement linéaire interpolée, l'expression de distance est constituée d'une seule
valeur de mesure. Dans ce cas, cette valeur est utilisée avec une interpolation linéaire pour déterminer la
localisation le long de l'élément linéaire sur la base de la longueur (ou de la pondération) de l'élément linéaire
comme sur la Figure 3. Une expression de distance d'une valeur mesurée de 60 pour une méthode de
référencement linéaire à pourcentage le long de la Route 1, qui est longue de 50 km, spécifie une
localisation A sur la Route 1 qui est de 30 km sur la route par rapport à son début.
«distance le long de»
début  fin
Élément linéaire
A
longueur
Figure 3 — Localisation référencée linéairement A
avec une méthode de référencement linéaire interpolée
6.1.1.4.2 Référents
Pour les méthodes de référencement linéaire relatives, la «distance le long de» est mesurée le long de
l'élément linéaire à partir d'une localisation connue sur l'élément linéaire, appelée «un référent de début»
comme sur la Figure 4. Par exemple, une expression de distance avec une «distance le long de» de 0,5 pour
une méthode de référencement linéaire à bornes kilométriques le long de la Route 1 spécifie une localisation
A sur la Route 1 qui se trouve à 0,5 km le long de la route par rapport à la borne kilométrique spécifiée
localisée à la localisation du référent R. Si la borne kilométrique est localisée à 4,0 km par rapport au début de
la Route 1, alors la localisation résultante est de 4,5 km par rapport au début de la route.
«distance
le long de»
R
début Élément linéaire A fin
Figure 4 — Localisation référencée linéairement A
avec une méthode de référencement linéaire relative
Les types de référents varient suivant les méthodes de référencement linéaire. Ceux-ci comprennent, par
exemple, des intersections, des limites administratives et d'entretien, des repères géographiques et des
marqueurs de référencement physiques.
Si la méthode de référencement linéaire est du type méthode de référencement linéaire avec un référent
d'orientation, un «référent d'orientation» peut être ajouté à une expression de distance pour indiquer le sens
selon lequel le mesurage est réalisé, comme sur la Figure 5. Les mesurages sont réalisés dans le sens de
«référent de début» vers le «référent d'orientation», indépendamment du sens selon lequel l'élément linéaire
est mesuré.
10 © ISO 2012 – Tous droits réservés

Référent
de début
«distance
le long de»
R
Élément linéaire A
Figure 5 — Localisation référencée linéairement A avec des référents de début et d'orientation
6.1.1.4.3 Décalages
Si la méthode de référencement linéaire est du type méthode de référencement linéaire avec décalage,
l'expression de distance peut inclure une expression de décalage pour spécifier des localisations qui ne se
trouvent pas directement sur l'élément linéaire. Chaque expression de position peut comporter:
a) un décalage latéral,
1) mesuré sur la gauche ou sur la droite de la ligne de référence de l'élément linéaire
(perpendiculairement à celle-ci) à partir du point de «distance le long de»,
2) mesuré sur la gauche ou sur la droite d'un référent de décalage latéral (perpendiculairement à
celui-ci),
3) mesuré suivant une direction «latérale» définie par le LRS à partir du point de «distance le long de»,
4) spécifié par convention,
b) un décalage vertical,
1) mesuré dans le sens de la pesanteur ou dans le sens opposé, au-dessus ou au-dessous de
l'élément linéaire à partir du point de «distance le long de»,
2) mesuré dans le sens de la pesanteur ou dans le sens opposé, au-dessus ou au-dessous d'un
référent de décalage vertical,
3) mesuré dans une direction «verticale» définie par le LRS à partir du point de «distance le long de»,
c) un décalage latéral et un décalage vertical, mesurés comme mentionné ci-dessus
...