ISO/TS 19129:2009
(Main)Geographic information — Imagery, gridded and coverage data framework
Geographic information — Imagery, gridded and coverage data framework
ISO/TS 19129:2009 defines the framework for imagery, gridded and coverage data. This framework defines a content model for the content type imagery and for other specific content types that can be represented as coverage data. These content models are represented as a set of generic UML patterns for application schemas.
Information Géographique — Structure de données pour les images, les matrices et les mosaïques
Geografske informacije - Sestava podob, gridnih in vektorskih podatkovnih slojev
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ISO/TS
УСЛОВИЯ 19129
Первое издание
2009-04-01
Географическая информация.
Построение данных об изображении,
данных с географической привязкой
и данных о масштабе
Geographic information — Imagery, gridded and coverage data
framework
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO/TS 19129:2009(R)
©
ISO 2009(R)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или вывести на экран, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на загрузку интегрированных шрифтов в компьютер, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe – торговый знак фирмы Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF были оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все
меры предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами-членами
ISO. В редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просьба проинформировать Центральный
секретариат по адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЁН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2009
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу, указанному ниже, или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
Содержание Страница
Предисловие .iv
Введение .v
1 Область применения .1
2 Соответствие.1
3 Нормативные ссылки .1
4 Термины и определения .1
4.1 Термины .1
4.2 Аббревиатуры терминов .8
4.3 Обозначения.8
5 Обоснование построения гиперструктуры .9
5.1 Общепринятые концепции и терминология.9
5.2 Разделение носителя и контента .9
5.3 Модель контента.10
6 Общая модель характеристик, применяемая к изображениям и связанным с
координатной сеткой данным.11
6.1 Покрытия как характеристики.11
6.2 Дополнительные взаимосвязи характеристики .12
7 Гиперструктура .12
7.1 Структура гиперструктуры .12
7.2 Элементы структуры гиперструктуры .13
7.3 Уровень кодирования.17
7.4 Построение данных изображения и данных на координатной сетке .18
7.5 Взаимосвязи характеристик для таблиц цветовых параметров LUT.19
8 Пространственная привязка данных изображения, данных на координатной сетке и
данных покрытия .19
9 Структура данных изображения, данных на координатной сетке и данных покрытия.20
9.1 Структура и метаданные IGCD (данных изображения, на координатной сетке и
покрытия).20
9.2 Классы структуры гиперструктуры .21
10 Шаблоны .23
10.1 Схема приложения для данных изображения и данных на координатной сетке .23
10.2 Покрытия на координатной сетке .24
10.3 Непрерывное покрытие на четырёхугольной координатной сетке.27
10.4 Покрытие на многомерной координатной сетке в Римановом гиперпространстве.28
10.5 Покрытие TIN.31
10.6 Покрытие на дискретных точках .32
10.7 Дискретное покрытие на поверхностной координатной сетке .33
11 Построение мозаики .35
11.1 Координатные сетки мозаичного типа.35
11.2 Значения плотности в элементах мозаики.35
11.3 Схема мозаичного деления .36
Приложение А (нормативное) Набор абстрактных испытаний.37
Приложение В (информативное) Варианты применения.39
Приложение С (информативное) Построение изображения и данные на координатной сетке .40
Библиография.41
© ISO 2009 – Все права сохраняются iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной
электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, установленными в
Директивах ISO/IEC, Часть 2.
Основная задача технических комитетов состоит в подготовке международных стандартов. Проекты
международных стандартов, одобренные техническими комитетами, рассылаются комитетам-членам
на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения, по
меньшей мере, 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
При других обстоятельствах, особенно когда на рынке существует настоятельная потребность в таких
документах, технический комитет может принять решение опубликовать другие типы нормативных
документов:
⎯ ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS), представляющие собой соглашение между
техническими экспертами рабочей группы ISO и принимаемые для публикации, если они одобрены
более чем 50 % членов ведущего комитета, принявших участие в голосовании;
⎯ ISO Technical Specification (ISO/TS), представляющие собой соглашение между членами
технического комитета и принимаемые для публикации, если они одобрены более чем 2/3 членов
ведущего комитета, принявших участие в голосовании.
ISO/PAS или ISO/TS пересматриваются через три года с целью принятия решения, будут ли они
утверждены на следующие три года, переработаны для выпуска в качестве международного cтандарта,
или отменены. Если ISO/PAS или ISO/TS подтверждаются, они пересматриваются через следующие
три года, когда они должны быть либо преобразованы в международный cтандарт, либо отменены.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы этого документа могут быть объектом патентных прав.
ISO не должен нести ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO/TS 19129 был подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 211, Географическая
информация/Геоинформатика.
iv © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
Введение
Данные с географической привязкой, включая изображения, являются основной формой
географической информации. В течение двух последних десятилетий были разработаны многие
стандарты, в значительной степени несовместимые, но широко используемые для обмена данными
географических изображений и географической привязки. В число этих стандартов входят
разработанные как ISO, так и другими организациями. При наличии значительного количества
различных стандартов изображения и географической привязки каждый из этих стандартов
предназначен для применения в различных, но взаимосвязанных информационных сообществах, что
создаёт значительные проблемы соответствия данных. Работа с данными, кодированными в
различных форматах, часто затруднительна, поскольку вся необходимая информация для
взаимодействия в процессе работы не зарегистрирована с использованием этих стандартов. Не
представляется возможным разработать новый всеобъемлющий стандарт для замены существующих
стандартов, или просто утвердить один из существующих стандартов (или промышленные технические
условия) для применения в целях “разрешения” проблем рабочего взаимодействия, так как в
настоящее время уже используется очень большой объём данных в различных форматах.
Технический отчёт ISO/TR 19121:2000 определил существующие работы в области данных
изображения и географической привязки, которые выполнялись в ISO и внешних технических
организациях. То, что требуется в настоящее время, — это создание структуры, устанавливающей
технические условия для контента способом, совместимым с различными стандартами кодирования и
не зависящим от них.
Совокупность данных по изображению, географической привязке и масштабам является одной из
наиболее важных в области географической информации. Эти данные должны быть простыми, но при
этом отражать значительный уровень сложности структуры. Хотя большая часть данных организована
в виде простых сеток, существует большое разнообразие методов обхода сеток и структур,
поддерживающих распределение атрибутов по пространству. Информация датчиков и
ассоциированная привязка к местности представляют собой важные аспекты географической
информации, относящейся к построению изображения, географической привязки и масштабов.
Настоящие Технические условия имеют целью гармонизацию широкого разнообразия применяемых в
настоящее время данных в области изображений и географической привязки. Применяемый подход не
состоит в том, чтобы разработать очень гибкий стандарт, охватывающий весь широкий набор
возможностей, поскольку это не позволяет обеспечить совместимость. Неправильно думать, что все
методы можно стандартизировать, так как два набора данных используют несовместимые поднаборы
из того же набора общих стандартов. Всё, что можно сделать, — это присвоить ярлык ISO
существующему разнообразию несовместимых методов. Совместимость требуется для лежащей в
основе структуры и первичных элементов информационного контента, независимо от того, каким
образом этот информационный контент выражен. Цель настоящих Технических условий состоит в
построении гиперструктуры, в рамках которой может осуществляться рабочее взаимодействие.
Применяемый подход заключается в определении набора нескольких общих структур,
устанавливающих контент информации для целей построения географических изображений, данных
географической привязки и некоторых типов данных по масштабам, которые могут быть выражены с
использованием различных механизмов кодирования и различных стандартов взаимного обмена.
Результаты по совместимости на основе общих основных моделей контента выражаются как общий
набор структур UML для прикладных схем.
Настоящие Технические условия учитывают, что существует большое количество перекрывающихся
спецификаций данных по изображениям и географической привязке, находящихся в широком
применении и значительно различающихся по структурированию контента информации при
кодировании и по выбору формы информации в модели контента. Различные типы кодирования могут
быть подходящими в различных ситуациях. Однако различия контента затруднительно примирить.
Различные существующие стандарты кодирования не обязательно создают конфликтную ситуацию,
так как они соответствуют различным способам представления одной информации в различных
контекстах. Различия контента также допускаются при различных ситуациях, но определение контента
должно быть одинаковым в аналогичных ситуациях для целей достижения возможности взаимного
обмена данными без потери информации.
© ISO 2009 – Все права сохраняются v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
Большая часть существующих технических условий на применяемые в промышленности данные по
изображениям и географической привязке устанавливает способ выражения контента, а не собственно
контент. Они устанавливают связь контента с кодированием, созданием пакетов данных и передачей
данных. Те описания контента, которые представляются меняющимися от одной спецификации к
другой, могут не иметь конфликтов или несовместимости, но отражают различные ситуации в
реальном мире, которые требуют применения различных видов обработки.
Данные Технические условия обобщают в единую гиперструктуру ряд хорошо известных структур
контента согласно ISO 19123, который является международным стандартом по геометрии и функциям
картографирования совместно с метаданными, пространственной привязкой и другим аспектами
данных изображения, географической привязки и масштабирования. Это способствует конвергенции
на уровне модели контента существующих данных по изображению, географической привязке и
масштабированию, допуская в то же время обратную совместимость с указанным набором
действующих стандартов.
vi © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 6 ----------------------
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ISO/TS 19129:2009(R)
Географическая информация. Построение данных об
изображении, данных с географической привязкой и
данных о масштабе
1 Область применения
Настоящие Технические условия определяют гиперструктуру данных изображения, географической
привязки и масштабов. Эта гиперструктура устанавливает модель контента типа изображения и других
специальных видов контента, которые могут быть представлены как картографические данные.
Указанные модели контента представлены в виде набора общих структур UML для схем приложения.
2 Соответствие
Любая схема или профиль приложения, заявленные как соответствующие данным Техническим
условиям, должны удовлетворять требованиям, описанным в наборе тестов на соответствие общим
условиям, приведённым в Приложении A.
Набор тестов выполнения общих условий показывает, что требуется для соответствия схемы
приложения гиперструктуре, установленной в данных Технических условиях.
3 Нормативные ссылки
Следующие ссылочные документы обязательны для применения в настоящем документе. В случае
датированных ссылок применяются только цитированные издания. При недатированных ссылках
используется последнее издание ссылочного документа (включая все изменения).
ISO 19107, Географическая информация. Пространственная схема
ISO 19109:2005, Географическая информация. Правила для схемы приложений
ISO 19115, Географическая информация. Метаданные
ISO 19115-2, Географическая информация. Метаданные. Часть 2. Расширения для данных
отображения и данных с географической привязкой
ISO 19118, Географическая информация. Кодирование
ISO 19123, Географическая информация. Схема для геометрии и функций
4 Термины и определения
4.1 Термины
Для целей настоящего документа применяются указанные ниже термины и определения.
© ISO 2009 – Все права сохраняются 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.1.1
схема приложения
application schema
концептуальная схема для данных, требуемых одним или более приложением
[ISO 19101:2002]
4.1.2
модель контента
content model
представление информации в схеме приложения
ПРИМЕЧАНИЕ Термин “представление информации” взят из ISO Эталонная модель открытой распределённой
обработки (RM-ODP), согласно определению в 19101-2.
4.1.3
непрерывное покрытие
continuous coverage
покрытие, которое возвращает различные значения одного атрибута характеристики в различных
положениях прямого позиционирования в пределах одного пространственного объекта, временного
объекта, или пространственновременного объекта в его области определения
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕЧАНИЕ Хотя пространственновременная область определения непрерывного покрытия обычно
ограничена в смысле её пространственного размера, она может быть подразделена на бесконечное число
положений прямого позиционирования.
4.1.4
координата
coordinate
одно из последовательности n-чисел, обозначающих положение точки в n-мерном пространстве
[ISO 19111:2007]
ПРИМЕЧАНИЕ В эталонной системе координат, числа должны быть ограничены целыми значениями.
4.1.5
эталонная система координат
coordinate reference system
система координат, связанная с объектом опорными точками
[ISO 19111:2007]
ПРИМЕЧАНИЕ В случае геодезических и вертикальных опорных точек они будут связана с землёй.
4.1.6
покрытие
coverage
характеристика, действующая как функция, возвращающая значения из её диапазона при любом
положении прямого позиционирования в пределах пространственновременной области
определения
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕР Примеры включают растровое изображение, полигональное покрытие, или матрицу цифровых
данных высоты.
2 © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.1.7
уплотнение данных
data compaction
уменьшение числа элементов данных, ширины полосы, стоимости и времени генерирования, передачи,
и хранения данных без потери информации путём ликвидации необязательной избыточности,
исключения ненужных данных, или применения специального кодирования
[ANSI T1.523-2001]
ПРИМЕЧАНИЕ 1 В то время как уплотнение данных уменьшает количество данных, используемое для
представления заданного объёма информации, сжатие данных не приводит к указанным последствиям.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Уплотнение данных может быть выполнено путём агрегации аналогичных величин в
прилегающих ячейках сетки, применения мозаичных схем или других средств ликвидации необязательной
информации.
4.1.8
сжатие данных
data compression
уменьшение либо размера места хранения, требующегося для хранения определённого объёма
данных, или длины сообщения, необходимого для передачи определённого количества информации
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Адаптировано из ANSI T1.523-2001.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Сжатие данных является вероятностным по характеру в зависимости от конкретных вариантов
изображения, данных с географической привязкой или данных масштаба, и связано с кодированием, в
связи с чем не входит в область применения данных Технических условий.
4.1.9
обмен данными
data interchange
предоставление, приём и интерпретация данных
[ISO 19118:2005]
4.1.10
набор данных
dataset
идентифицированное собрание данных
[ISO 19115:2003]
4.1.11
прямое позиционирование
direct position
позиционирование, описываемое одним набором координат в рамках эталонной системы
координат
[ISO 19107:2003]
4.1.12
дискретное покрытие
discrete coverage
покрытие, возвращающее значения атрибута одной характеристики в каждом положении прямого
позиционирования в пределах одного пространственного объекта, временного объекта, или
пространственно-временного объекта в его области определения
[ISO 19123:2005]
© ISO 2009 – Все права сохраняются 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
ПРИМЕЧАНИЕ Пространственновременная область определения дискретного покрытия состоит из
конечного множества геометрических объектов.
4.1.13
область определения
domain
вполне определённое множество
[ISO/TS 19103:32005]
ПРИМЕЧАНИЕ Области определения используются при определении множества области определения и
диапазона множества атрибутов, операторов и функций.
4.1.14
кодирование
encoding
преобразование данных в последовательности кодирования
[ISO 19118:2005]
4.1.15
правило кодирования
encoding rule
идентифицированное собрание правил преобразования, определяющее кодирование конкретной
структуры данных
[ISO 19118:2005]
4.1.16
характеристика
feature
абстрактное выражение явления реального мира
[ISO 19101:2002]
ПРИМЕЧАНИЕ Характеристика может реализоваться в виде типа или варианта. Характеристика как тип или
характеристика как вариант должны использоваться только когда имеется в виду только одно.
4.1.17
гиперструктура
framework
взаимосвязь между элементами модели контента и отдельными механизмами кодирования и
изображения
4.1.18
функция
function
правило, позволяющее связать каждый элемент из области определения (источника, или области
определения функции) с уникальным элементом в другой области определения (цели, cо-области, или
диапазона)
[ISO 19107:2003]
4.1.19
географическая информация
geographic information
информация, относящаяся к явлениям, явно или неявно связанным с местом расположения
относительно Земли
[ISO 19101:2002]
4 © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.1.20
координатная сетка
grid
сетка, состоящая из двух или более наборов кривых, в которой элементы каждого набора
пересекаются с элементами других наборов по определённому алгоритму
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕЧАНИЕ Кривые разделяют пространство на ячейки сетки.
4.1.21
координаты координатной сетки
grid coordinates
последовательность двух или более чисел, определяющая положение в зависимости от места в
координатной сетке
[ISO 19115-2:2009]
4.1.22
точка координатной сетки
grid point
точка, расположенная на пересечении двух или более кривых координатной сетки
[ISO 19123:2005]
4.1.23
привязанные к координатной сетке данные
gridded data
данные, значения атрибутов которых связаны с положениями в системе координат координатной
сетки
[ISO 19115-2:2009]
4.1.24
изображение
imagery
представление явления в виде изображений, созданных с помощью электронных и/или оптических
технических средств
ПРИМЕЧАНИЕ Термин изображение часто используется условно в различных значениях в различных
контекстах. Он часто применяется для описания каких-либо связанных с координатной сеткой, точечных
множеств, или других форм данных покрытия, которые могут быть описаны изображением. Это не представляет
собой полезную в высокой степени концепцию, так как фактически любой набор данных может быть описан
изображением в каким-либо способом. Более точное значение этого термина приведено в ISO/TS 19101-2.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.25
матрица
matrix
прямоугольная таблица чисел
ПРИМЕЧАНИЕ Термин матрица является математическим.
4.1.26
метаданные
metadata
данные относительно данных
[ISO 19115:2003]
© ISO 2009 – Все права сохраняются 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.1.27
пиксель
pixel
наименьший элемент цифрового изображения, которому присвоены атрибуты
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Данный термин является сокращением термина “элемент изображения (picture element)”.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Связано с концепцией элемента координатной сетки.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.28
точка
point
геометрический примитив с размерностью 0, представляющий положение
[ISO 19107:2003]
ПРИМЕЧАНИЕ Граница точки является пустым множеством.
4.1.29
точечное покрытие
point coverage
покрытие, область определения которого состоит из точек
[ISO 19123:2005]
4.1.30
качество
quality
совокупность характеристик продукта, определяющая его способность соответствовать
установленным и подразумеваемым целям
[ISO 19101:2002]
4.1.31
диапазон
range
〈покрывающее〉 множество значений атрибута характеристики, связанное функцией с элементами
области определения покрытия
[ISO 19123:2005]
4.1.32
растр
raster
обычно прямоугольная структура параллельных линий сканирования, образующая дисплей катодно-
лучевой трубки или соответствующая ему
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Растр представляет собой тип координатной сетки.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Термин “данные растрового типа” часто используется условно в области географической
информации для целей идентификации целого класса данных, для которых пространственная геометрия
организована в виде координатной сетки. Описание понятия “данные растрового типа” приведено в ISO 19123, где
описывается также более полная концепция покрытия.
6 © ISO 2009 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.1.33
служба
service
выделенная часть функциональных возможностей, предоставляемая организацией при
взаимодействиях
[ISO/TR 14252:1996]
4.1.34
пространственно-временная область определения
spatiotemporal domain
〈покрытие〉
〈coverage〉
область определения, состоящая из пространственно-временных объектов
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕЧАНИЕ Пространственно-временная область определения непрерывного покрытия состоит из
множества положений прямого позиционирования, определённых относительно собрания пространственно-
временных объектов.
4.1.35
пространственно-временной объект
spatiotemporal object
объект, представляющий множество позиций прямого позиционирования в пространстве и времени
[ISO 19123:2005]
4.1.36
поверхность
surface
2-мерный геометрический примитив, локально соответствующий непрерывному изображению области
в плоскости
[ISO 19107:2003]
4.1.37
регулярно-ячеистое представление
tessellation
разделение пространства на множество имеющих общую границу подобластей, имеющих такую же
размерность, как пространство перед делением
[ISO 19123:2005]
ПРИМЕЧАНИЕ Ячеистое представление, состоящее из конгруэнтных регулярных многоугольников или
многогранников является регулярным ячеистым представлением; такое же представление, состоящее из
регулярных, но не конгруэнтных многоугольников или многогранников является квазирегулярным ячеистым
представлением. Иначе, ячеистое представление нерегулярное.
4.1.38
порядок обхода
traversal order
последовательность, в которой производится нумерация координатной сетки
4.1.39
шаблон UML
UML template
параметризованный элемент модели, описывающий или идентифицирующий структуру группы
элементов модели конкретного типа
[Разработчик Рациональной системы IBM]
© ISO 2009 – Все права сохраняются 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(R)
4.2 Аббревиатуры терминов
BIIF Базовый формат обмена изображениями
DEM Цифровая модель возвышения
GCP Опорная точка земли
GeoTIFF Географический TIFF (Теговый формат файлов изображения)
GIS Географическая информационная система
GML Географический язык разметки
HDF-EOS Иерархический формат данных. Система наблюдения Земли
JPEG Объединённая группа фотографических экспертов
LUT Таблица просмотра
RGB Красный Зелёный Синий
TIFF Теговый формат файлов изображения
TIN Триангулированная нерегулярная сетка
UML Унифицированный язык моделирования
...
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 19129
First edition
2009-04-01
Geographic information — Imagery,
gridded and coverage data framework
Information Géographique — Structure de données pour les images, les
matrices et les mosaïques
Reference number
ISO/TS 19129:2009(E)
©
ISO 2009
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2009
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 copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Conformance. 1
3 Normative references . 1
4 Terms and definitions. 1
4.1 Terms . 1
4.2 Abbreviated terms . 7
4.3 Notation . 7
5 Background for the framework . 8
5.1 Legacy concepts and terminology. 8
5.2 Separation of carrier and content . 8
5.3 Content model. 9
6 General feature model as applied to imagery and gridded data. 10
6.1 Coverages as features. 10
6.2 Additional feature relationships. 10
7 Framework. 10
7.1 Framework structure . 10
7.2 Elements of the framework structure . 12
7.3 Encoding level. 15
7.4 Imagery and gridded data portrayal. 16
7.5 Feature relationship for LUTs. 16
8 Spatial referencing of imagery, gridded and coverage data . 17
9 Imagery, gridded and coverage data structure . 17
9.1 IGCD structure and metadata . 17
9.2 Framework structure classes . 19
10 Templates . 20
10.1 Application schema for imagery and gridded data . 20
10.2 Grid coverages. 21
10.3 Continuous quadrilateral grid coverage. 23
10.4 Riemann hyperspatial multidimensional grid coverage. 24
10.5 TIN coverage . 27
10.6 Discrete point coverage . 28
10.7 Discrete surface grid coverage . 29
11 Tiling. 31
11.1 Tiled grids. 31
11.2 Tile densities . 31
11.3 Tiling scheme . 32
Annex A (normative) Abstract test suite. 33
Annex B (informative) Use cases. 35
Annex C (informative) Portrayal of imagery and gridded data . 36
Bibliography . 37
© ISO 2009 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
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.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
⎯ an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
⎯ an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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/TS 19129 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
iv © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
Introduction
Gridded data, including imagery, is a major form of geographic information. Over the past two decades many,
largely incompatible, standards have been developed that are widely used for the interchange of geographic
imagery and gridded data. These include standards developed by ISO, as well as those developed by other
organizations. With so many different imagery and gridded data standards, each standard aimed at different
but overlapping information communities, there is a considerable legacy problem. Working with data encoded
using different formats is often difficult because all of the necessary information for interworking has not been
recorded using some of these standards. It is not possible to develop a new comprehensive standard to
replace what exists or to simply endorse one existing standard (or industrial specification) to “solve” the
interworking problem, because very large volumes of data exist in the various formats already in use. The
Technical Report ISO/TR 19121:2000 identified the existing work on imagery and gridded data that had been
ongoing in ISO and external technical organizations. What is required is a structure that allows for the
specification of the content in a manner independent of and compatible with the various different encoding
standards.
The area of imagery, gridded and coverage data is one of the most challenging within the field of geographic
information. The data appears to be simple; however, there is significant structural complexity. While most
data is organized in simple grids, there are many different traversal methods for grids and structures that
support the distribution of attributes over a space. Sensor information and associated georeferencing are an
important aspect of imagery, gridded and coverage geographic information.
This Technical Specification endeavours to address the harmonization of the broad legacy of existing imagery
and gridded data. The approach specified is not to build a very flexible standard that encompasses everything
with a broad array of options, since that does not create compatibility. One can be fooled into thinking things
are standardized, because two data sets use incompatible subsets of the same set of general standards. All
that would be accomplished would be to give an ISO label to the existing diversity and incompatibility.
Compatibility is required for the underlying structure and primary elements of information content, regardless
of how that information content is expressed. The purpose of this Technical Specification is to provide a
framework within which interworking can occur. The approach used is to define a set of a few common
information content structures for geographic imagery, gridded data and certain types of coverage data, which
can be expressed using different encoding mechanisms and different interchange standards. The compatibility
results from the common underlying content models that are expressed as a generic set of UML patterns for
application schemas.
This Technical Specification recognizes that there are many overlapping imagery and gridded data
specifications in wide use that differ significantly in how the information content is structured for encoding and
in what choices of information form the content model. Different types of encoding may be appropriate in
different situations. However, differences in content are difficult to reconcile. The existing different encoding
standards do not necessarily conflict because they represent different ways of providing the same information
in different contexts. Differences in content are also permitted for different situations, but the content definition
must be the same in similar situations for interchange to be achieved without loss of information.
Most of the existing specifications for imagery and gridded data used in industry specify how content is to be
expressed, rather than the content itself. They relate content to encoding, encapsulation and transfer of data.
Those content descriptions that do appear to vary from one specification to another may not be in conflict or
incompatible but reflect different real world situations that require different treatments.
This Technical Specification combines a number of well-defined content structures in accordance with
ISO 19123, the International Standard for coverage geometry and functions together with metadata, spatial
referencing and other aspects of imagery, gridded and coverage data into a framework. This will foster a
convergence at the content model level for existing imagery, gridded and coverage data while allowing for
backward compatibility with the identified suite of existing standards.
© ISO 2009 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 19129:2009(E)
Geographic information — Imagery, gridded and coverage data
framework
1 Scope
This Technical Specification defines the framework for imagery, gridded and coverage data. This framework
defines a content model for the content type imagery and for other specific content types that can be
represented as coverage data. These content models are represented as a set of generic UML patterns for
application schemas.
2 Conformance
Any application schema or profile claiming conformance with this Technical Specification shall pass the
requirements described in the abstract test suite, presented in Annex A.
The abstract test suite indicates what is required for an application schema to comply with the framework
established in this Technical Specification.
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 19107, Geographic information — Spatial schema
ISO 19109:2005, Geographic information — Rules for application schema
ISO 19115, Geographic information — Metadata
ISO 19115-2, Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for imagery and gridded data
ISO 19118, Geographic information — Encoding
ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions
4 Terms and definitions
4.1 Terms
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1.1
application schema
conceptual schema for data required by one or more applications
[ISO 19101:2002]
© ISO 2009 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.2
content model
information view of an application schema
NOTE The term “information view” comes from the ISO Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP),
as specified in 19101-2.
4.1.3
continuous coverage
coverage that returns different values for the same feature attribute at different direct positions within a
single spatial object, temporal object, or spatiotemporal object in its domain
[ISO 19123:2005]
NOTE Although the spatiotemporal domain of a continuous coverage is ordinarily bounded in terms of its spatial
extent, it can be subdivided into an infinite number of direct positions.
4.1.4
coordinate
one of a sequence of n-numbers designating the position of a point in n-dimensional space
[ISO 19111:2007]
NOTE In a coordinate reference system, the numbers must be qualified by units.
4.1.5
coordinate reference system
coordinate system that is related to an object by a datum
[ISO 19111:2007]
NOTE For geodetic and vertical datums it will be related to the Earth.
4.1.6
coverage
feature that acts as a function to return values from its range for any direct position within its spatial,
temporal or spatiotemporal domain
[ISO 19123:2005]
EXAMPLE Examples include a raster image, polygon overlay, or digital elevation matrix.
4.1.7
data compaction
reduction of the number of data elements, bandwidth, cost, and time for the generation, transmission, and
storage of data without loss of information by eliminating unnecessary redundancy, removing irrelevancy, or
using special coding
[ANSI T1.523-2001]
NOTE 1 Whereas data compaction reduces the amount of data used to represent a given amount of information, data
compression does not.
NOTE 2 Data compaction can be done through aggregation of like values in adjacent grid cells, tiling schemes or other
means of eliminating information that is not relevant.
2 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.8
data compression
reducing either the amount of storage space required to store a given amount of data, or the length of
message required to transfer a given amount of information
NOTE 1 Adapted from ANSI T1.523-2001.
NOTE 2 Data compression is probabilistic in nature based on particular instances of imagery, gridded or coverage
data and is related to encoding and is outside the scope of this Technical Specification.
4.1.9
data interchange
delivery, receipt and interpretation of data
[ISO 19118:2005]
4.1.10
dataset
identifiable collection of data
[ISO 19115:2003]
4.1.11
direct position
position described by a single set of coordinates within a coordinate reference system
[ISO 19107:2003]
4.1.12
discrete coverage
coverage that returns the same feature attribute values for every direct position within any single spatial
object, temporal object, or spatiotemporal object in its domain
[ISO 19123:2005]
NOTE The spatiotemporal domain of a discrete coverage consists of a finite set of geometric objects.
4.1.13
domain
well-defined set
[ISO/TS 19103:32005]
NOTE Domains are used to define the domain set and range set of attributes, operators and functions.
4.1.14
encoding
conversion of data into a series of codes
[ISO 19118:2005]
4.1.15
encoding rule
identifiable collection of conversion rules that define the encoding for a particular data structure
[ISO 19118:2005]
© ISO 2009 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.16
feature
abstraction of real world phenomena
[ISO 19101:2002]
NOTE A feature may occur as a type or an instance. Feature type or feature instance should be used when only one
is meant.
4.1.17
framework
relationship between the elements of the content model and the separate encoding and portrayal
mechanisms
4.1.18
function
rule that associates each element from a domain (source, or domain of the function) to a unique element in
another domain (target, co-domain, or range)
[ISO 19107:2003]
4.1.19
geographic information
information concerning phenomena implicitly or explicitly associated with a location relative to the Earth
[ISO 19101:2002]
4.1.20
grid
network composed of two or more sets of curves in which the members of each set intersect the members of
the other sets in an algorithmic way
[ISO 19123:2005]
NOTE The curves partition a space into grid cells.
4.1.21
grid coordinates
sequence of two or more numbers specifying a position with respect to its location on a grid
[ISO 19115-2:2009]
4.1.22
grid point
point located at the intersection of two or more curves in a grid
[ISO 19123:2005]
4.1.23
gridded data
data whose attribute values are associated with positions on a grid coordinate system
[ISO 19115-2:2009]
4 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.24
imagery
representation of phenomena as images produced by electronic and/or optical techniques
NOTE The term imagery is often used colloquially with various meanings in different contexts. It is often used to
describe any set of gridded, point set or other form of coverage data that can be portrayed. This is not a very useful
concept because virtually any set of data can be portrayed in some manner. A more precise meaning is given in
ISO/TS 19101-2.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.25
matrix
rectangular array of numbers
NOTE A matrix is a mathematical term.
4.1.26
metadata
data about data
[ISO 19115:2003]
4.1.27
pixel
smallest element of a digital image to which attributes are assigned
NOTE 1 This term originated as a contraction of “picture element”.
NOTE 2 Related to the concept of a grid cell.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.28
point
0-dimensional geometric primitive, representing a position
[ISO 19107:2003]
NOTE The boundary of a point is the empty set.
4.1.29
point coverage
coverage that has a domain composed of points
[ISO 19123:2005]
4.1.30
quality
totality of characteristics of a product that bear on its ability to satisfy stated and implied needs
[ISO 19101:2002]
4.1.31
range
〈coverage〉 set of feature attribute values associated by a function with the elements of the domain of a
coverage
[ISO 19123:2005]
© ISO 2009 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.32
raster
usually rectangular pattern of parallel scanning lines forming or corresponding to the display on a cathode ray
tube
[ISO 19123:2005]
NOTE 1 A raster is a type of grid.
NOTE 2 The term “raster data” is often used colloquially in the field of geographic information to identify the whole
class of data where the spatial geometry is organized into a grid. A description of what is meant by “raster data” is given in
ISO 19123 and the more comprehensive concept of a coverage is described.
4.1.33
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[ISO/TR 14252:1996]
4.1.34
spatiotemporal domain
〈coverage〉
domain composed of spatiotemporal objects
[ISO 19123:2005]
NOTE The spatiotemporal domain of a continuous coverage consists of a set of direct positions defined in
relation to a collection of spatiotemporal objects.
4.1.35
spatiotemporal object
object representing a set of direct positions in space and time
[ISO 19123:2005]
4.1.36
surface
2-dimensional geometric primitive, locally representing a continuous image of a region of a plane
[ISO 19107:2003]
4.1.37
tessellation
partitioning of a space into a set of conterminous subspaces having the same dimension as the space being
partitioned
[ISO 19123:2005]
NOTE A tessellation composed of congruent regular polygons or polyhedra is a regular tessellation; one composed
of regular, but non-congruent polygons or polyhedra is semi-regular. Otherwise, the tessellation is irregular.
4.1.38
traversal order
sequence in which the cells of a grid are enumerated
4.1.39
UML template
parameterized model element that describes or identifies the pattern for a group of model elements of a
particular type
[IBM Rational System Developer]
6 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
4.2 Abbreviated terms
BIIF Basic Image Interchange Format
DEM Digital Elevation Model
GCP Ground Control Point
GeoTIFF Geographic TIFF
GIS Geographic Information System
GML Geography Markup Language
HDF-EOS Hierarchical Data Format - Earth Observing System
JPEG Joint Photographic Experts Group
LUT Look-Up Table
RGB Red Green Blue
TIFF Tagged Image File Format
TIN Triangulated Irregular Network
UML Unified Modeling Language
XML eXtensible Markup Language
4.3 Notation
The conceptual schema specified in this Technical Specification is described using the Unified Modeling
Language (UML), following the guidance of ISO/TS 19103.
Several model elements used in this schema are defined in other ISO geographic information standards. By
convention within ISO/TC 211, names of UML classes, with the exception of basic data type classes, include a
two letter prefix that identifies the standard and the UML package in which the class is defined. UML classes
defined in this Technical Specification have the two letter prefix of IF. Table 1 lists the other International
Standards and packages in which UML classes used in this Technical Specification have been defined.
Table 1 — Sources of externally defined UML classes
Prefix Standard Package
CV 19123 Coverage Core & Discrete Coverages
EX 19115 Metadata extent information
GF 19109 General Feature Model
GM 19107 Geometry Root
MD 19115 Metadata entity set information
MI 19115-2 Metadata entity set imagery
© ISO 2009 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TS 19129:2009(E)
5 Background for the framework
5.1 Legacy concepts and terminology
Any attempt to solve the problem of achieving compatibility between the many existing imagery and gridded
data specifications and standards in wide use is hampered by the fact that they use different terminology, or
use the same terms to represent different concepts. A variety of meanings have been assigned in the past to
the three important terms (imagery, raster, and matrix) resulting in potential confusion. The terms imagery,
raster and matrix are defined in Clause 4. The term “matrix data” is sometimes used colloquially to describe a
set of measured attribute values organized in a grid. In some contexts this term implies the exclusion of “raster
data” or “imagery data”. Using the term “matrix data” in this way is unsatisfactory because the concept
conflicts with the concept of gridded data and is ambiguous. Unfortunately, the common or colloquial uses of
all of these terms overlap and they provide a poor lexicon. In Clause 4 these terms are given a more precise
technical meaning. However, because these terms are often used in external standards or specifications in
less precise or different ways it is important to be aware of the broader colloquial meanings sometimes given
to them.
5.2 Separation of carrier and content
Many data interchange standards for imagery and gridded data describe the allowed data types, their
meaning and their relationships in terms of the encoding format used to carry the data. This approach can be
restricting because the limitations of the interchange mechanism — and there are always some limitations —
are imposed on the description of the data. The suite of geographic information standards takes a different
approach to defining data structures where the allowed data types, their meaning and their relationships are
defined in an abstract manner using the UML modeling language. One or several different encoding rules may
then be applied to the data to encode for transmission or storage on different data carriers. Of course this
approach does not eliminate the limitations inherent in some encoding techniques, it just shifts the problem to
the encoding rule used to encode the abstract model into a particular encoding format. This is the correct
place for limitations, such as the bit length of numbers, to appear since they can be handled by exceptions in
the encoding where necessary. Because of the large volumes of data involved, the separation of the carrier
from the content of imagery, gridded and coverage data is o
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
01-september-2009
Geografske informacije - Sestava podob, gridnih in vektorskih podatkovnih slojev
Geographic information - Imagery, gridded and coverage data framework
Information Géographique - Structure de données pour les images, les matrices et les
mosaïques
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TS 19129:2009
ICS:
35.240.70 Uporabniške rešitve IT v IT applications in science
znanosti
SIST-TS ISO/TS 19129:2009 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 19129
First edition
2009-04-01
Geographic information — Imagery,
gridded and coverage data framework
Information Géographique — Structure de données pour les images, les
matrices et les mosaïques
Reference number
ISO/TS 19129:2009(E)
©
ISO 2009
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2009
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 copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Conformance. 1
3 Normative references . 1
4 Terms and definitions. 1
4.1 Terms . 1
4.2 Abbreviated terms . 7
4.3 Notation . 7
5 Background for the framework . 8
5.1 Legacy concepts and terminology. 8
5.2 Separation of carrier and content . 8
5.3 Content model. 9
6 General feature model as applied to imagery and gridded data. 10
6.1 Coverages as features. 10
6.2 Additional feature relationships. 10
7 Framework. 10
7.1 Framework structure . 10
7.2 Elements of the framework structure . 12
7.3 Encoding level. 15
7.4 Imagery and gridded data portrayal. 16
7.5 Feature relationship for LUTs. 16
8 Spatial referencing of imagery, gridded and coverage data . 17
9 Imagery, gridded and coverage data structure . 17
9.1 IGCD structure and metadata . 17
9.2 Framework structure classes . 19
10 Templates . 20
10.1 Application schema for imagery and gridded data . 20
10.2 Grid coverages. 21
10.3 Continuous quadrilateral grid coverage. 23
10.4 Riemann hyperspatial multidimensional grid coverage. 24
10.5 TIN coverage . 27
10.6 Discrete point coverage . 28
10.7 Discrete surface grid coverage . 29
11 Tiling. 31
11.1 Tiled grids. 31
11.2 Tile densities . 31
11.3 Tiling scheme . 32
Annex A (normative) Abstract test suite. 33
Annex B (informative) Use cases. 35
Annex C (informative) Portrayal of imagery and gridded data . 36
Bibliography . 37
© ISO 2009 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 5 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
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.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
⎯ an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
⎯ an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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/TS 19129 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
iv © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
Introduction
Gridded data, including imagery, is a major form of geographic information. Over the past two decades many,
largely incompatible, standards have been developed that are widely used for the interchange of geographic
imagery and gridded data. These include standards developed by ISO, as well as those developed by other
organizations. With so many different imagery and gridded data standards, each standard aimed at different
but overlapping information communities, there is a considerable legacy problem. Working with data encoded
using different formats is often difficult because all of the necessary information for interworking has not been
recorded using some of these standards. It is not possible to develop a new comprehensive standard to
replace what exists or to simply endorse one existing standard (or industrial specification) to “solve” the
interworking problem, because very large volumes of data exist in the various formats already in use. The
Technical Report ISO/TR 19121:2000 identified the existing work on imagery and gridded data that had been
ongoing in ISO and external technical organizations. What is required is a structure that allows for the
specification of the content in a manner independent of and compatible with the various different encoding
standards.
The area of imagery, gridded and coverage data is one of the most challenging within the field of geographic
information. The data appears to be simple; however, there is significant structural complexity. While most
data is organized in simple grids, there are many different traversal methods for grids and structures that
support the distribution of attributes over a space. Sensor information and associated georeferencing are an
important aspect of imagery, gridded and coverage geographic information.
This Technical Specification endeavours to address the harmonization of the broad legacy of existing imagery
and gridded data. The approach specified is not to build a very flexible standard that encompasses everything
with a broad array of options, since that does not create compatibility. One can be fooled into thinking things
are standardized, because two data sets use incompatible subsets of the same set of general standards. All
that would be accomplished would be to give an ISO label to the existing diversity and incompatibility.
Compatibility is required for the underlying structure and primary elements of information content, regardless
of how that information content is expressed. The purpose of this Technical Specification is to provide a
framework within which interworking can occur. The approach used is to define a set of a few common
information content structures for geographic imagery, gridded data and certain types of coverage data, which
can be expressed using different encoding mechanisms and different interchange standards. The compatibility
results from the common underlying content models that are expressed as a generic set of UML patterns for
application schemas.
This Technical Specification recognizes that there are many overlapping imagery and gridded data
specifications in wide use that differ significantly in how the information content is structured for encoding and
in what choices of information form the content model. Different types of encoding may be appropriate in
different situations. However, differences in content are difficult to reconcile. The existing different encoding
standards do not necessarily conflict because they represent different ways of providing the same information
in different contexts. Differences in content are also permitted for different situations, but the content definition
must be the same in similar situations for interchange to be achieved without loss of information.
Most of the existing specifications for imagery and gridded data used in industry specify how content is to be
expressed, rather than the content itself. They relate content to encoding, encapsulation and transfer of data.
Those content descriptions that do appear to vary from one specification to another may not be in conflict or
incompatible but reflect different real world situations that require different treatments.
This Technical Specification combines a number of well-defined content structures in accordance with
ISO 19123, the International Standard for coverage geometry and functions together with metadata, spatial
referencing and other aspects of imagery, gridded and coverage data into a framework. This will foster a
convergence at the content model level for existing imagery, gridded and coverage data while allowing for
backward compatibility with the identified suite of existing standards.
© ISO 2009 – All rights reserved v
---------------------- Page: 7 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
---------------------- Page: 8 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 19129:2009(E)
Geographic information — Imagery, gridded and coverage data
framework
1 Scope
This Technical Specification defines the framework for imagery, gridded and coverage data. This framework
defines a content model for the content type imagery and for other specific content types that can be
represented as coverage data. These content models are represented as a set of generic UML patterns for
application schemas.
2 Conformance
Any application schema or profile claiming conformance with this Technical Specification shall pass the
requirements described in the abstract test suite, presented in Annex A.
The abstract test suite indicates what is required for an application schema to comply with the framework
established in this Technical Specification.
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 19107, Geographic information — Spatial schema
ISO 19109:2005, Geographic information — Rules for application schema
ISO 19115, Geographic information — Metadata
ISO 19115-2, Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for imagery and gridded data
ISO 19118, Geographic information — Encoding
ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions
4 Terms and definitions
4.1 Terms
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1.1
application schema
conceptual schema for data required by one or more applications
[ISO 19101:2002]
© ISO 2009 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 9 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.2
content model
information view of an application schema
NOTE The term “information view” comes from the ISO Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP),
as specified in 19101-2.
4.1.3
continuous coverage
coverage that returns different values for the same feature attribute at different direct positions within a
single spatial object, temporal object, or spatiotemporal object in its domain
[ISO 19123:2005]
NOTE Although the spatiotemporal domain of a continuous coverage is ordinarily bounded in terms of its spatial
extent, it can be subdivided into an infinite number of direct positions.
4.1.4
coordinate
one of a sequence of n-numbers designating the position of a point in n-dimensional space
[ISO 19111:2007]
NOTE In a coordinate reference system, the numbers must be qualified by units.
4.1.5
coordinate reference system
coordinate system that is related to an object by a datum
[ISO 19111:2007]
NOTE For geodetic and vertical datums it will be related to the Earth.
4.1.6
coverage
feature that acts as a function to return values from its range for any direct position within its spatial,
temporal or spatiotemporal domain
[ISO 19123:2005]
EXAMPLE Examples include a raster image, polygon overlay, or digital elevation matrix.
4.1.7
data compaction
reduction of the number of data elements, bandwidth, cost, and time for the generation, transmission, and
storage of data without loss of information by eliminating unnecessary redundancy, removing irrelevancy, or
using special coding
[ANSI T1.523-2001]
NOTE 1 Whereas data compaction reduces the amount of data used to represent a given amount of information, data
compression does not.
NOTE 2 Data compaction can be done through aggregation of like values in adjacent grid cells, tiling schemes or other
means of eliminating information that is not relevant.
2 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.8
data compression
reducing either the amount of storage space required to store a given amount of data, or the length of
message required to transfer a given amount of information
NOTE 1 Adapted from ANSI T1.523-2001.
NOTE 2 Data compression is probabilistic in nature based on particular instances of imagery, gridded or coverage
data and is related to encoding and is outside the scope of this Technical Specification.
4.1.9
data interchange
delivery, receipt and interpretation of data
[ISO 19118:2005]
4.1.10
dataset
identifiable collection of data
[ISO 19115:2003]
4.1.11
direct position
position described by a single set of coordinates within a coordinate reference system
[ISO 19107:2003]
4.1.12
discrete coverage
coverage that returns the same feature attribute values for every direct position within any single spatial
object, temporal object, or spatiotemporal object in its domain
[ISO 19123:2005]
NOTE The spatiotemporal domain of a discrete coverage consists of a finite set of geometric objects.
4.1.13
domain
well-defined set
[ISO/TS 19103:32005]
NOTE Domains are used to define the domain set and range set of attributes, operators and functions.
4.1.14
encoding
conversion of data into a series of codes
[ISO 19118:2005]
4.1.15
encoding rule
identifiable collection of conversion rules that define the encoding for a particular data structure
[ISO 19118:2005]
© ISO 2009 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.16
feature
abstraction of real world phenomena
[ISO 19101:2002]
NOTE A feature may occur as a type or an instance. Feature type or feature instance should be used when only one
is meant.
4.1.17
framework
relationship between the elements of the content model and the separate encoding and portrayal
mechanisms
4.1.18
function
rule that associates each element from a domain (source, or domain of the function) to a unique element in
another domain (target, co-domain, or range)
[ISO 19107:2003]
4.1.19
geographic information
information concerning phenomena implicitly or explicitly associated with a location relative to the Earth
[ISO 19101:2002]
4.1.20
grid
network composed of two or more sets of curves in which the members of each set intersect the members of
the other sets in an algorithmic way
[ISO 19123:2005]
NOTE The curves partition a space into grid cells.
4.1.21
grid coordinates
sequence of two or more numbers specifying a position with respect to its location on a grid
[ISO 19115-2:2009]
4.1.22
grid point
point located at the intersection of two or more curves in a grid
[ISO 19123:2005]
4.1.23
gridded data
data whose attribute values are associated with positions on a grid coordinate system
[ISO 19115-2:2009]
4 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.24
imagery
representation of phenomena as images produced by electronic and/or optical techniques
NOTE The term imagery is often used colloquially with various meanings in different contexts. It is often used to
describe any set of gridded, point set or other form of coverage data that can be portrayed. This is not a very useful
concept because virtually any set of data can be portrayed in some manner. A more precise meaning is given in
ISO/TS 19101-2.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.25
matrix
rectangular array of numbers
NOTE A matrix is a mathematical term.
4.1.26
metadata
data about data
[ISO 19115:2003]
4.1.27
pixel
smallest element of a digital image to which attributes are assigned
NOTE 1 This term originated as a contraction of “picture element”.
NOTE 2 Related to the concept of a grid cell.
[ISO/TS 19101-2:2008]
4.1.28
point
0-dimensional geometric primitive, representing a position
[ISO 19107:2003]
NOTE The boundary of a point is the empty set.
4.1.29
point coverage
coverage that has a domain composed of points
[ISO 19123:2005]
4.1.30
quality
totality of characteristics of a product that bear on its ability to satisfy stated and implied needs
[ISO 19101:2002]
4.1.31
range
〈coverage〉 set of feature attribute values associated by a function with the elements of the domain of a
coverage
[ISO 19123:2005]
© ISO 2009 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 13 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.1.32
raster
usually rectangular pattern of parallel scanning lines forming or corresponding to the display on a cathode ray
tube
[ISO 19123:2005]
NOTE 1 A raster is a type of grid.
NOTE 2 The term “raster data” is often used colloquially in the field of geographic information to identify the whole
class of data where the spatial geometry is organized into a grid. A description of what is meant by “raster data” is given in
ISO 19123 and the more comprehensive concept of a coverage is described.
4.1.33
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[ISO/TR 14252:1996]
4.1.34
spatiotemporal domain
〈coverage〉
domain composed of spatiotemporal objects
[ISO 19123:2005]
NOTE The spatiotemporal domain of a continuous coverage consists of a set of direct positions defined in
relation to a collection of spatiotemporal objects.
4.1.35
spatiotemporal object
object representing a set of direct positions in space and time
[ISO 19123:2005]
4.1.36
surface
2-dimensional geometric primitive, locally representing a continuous image of a region of a plane
[ISO 19107:2003]
4.1.37
tessellation
partitioning of a space into a set of conterminous subspaces having the same dimension as the space being
partitioned
[ISO 19123:2005]
NOTE A tessellation composed of congruent regular polygons or polyhedra is a regular tessellation; one composed
of regular, but non-congruent polygons or polyhedra is semi-regular. Otherwise, the tessellation is irregular.
4.1.38
traversal order
sequence in which the cells of a grid are enumerated
4.1.39
UML template
parameterized model element that describes or identifies the pattern for a group of model elements of a
particular type
[IBM Rational System Developer]
6 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
4.2 Abbreviated terms
BIIF Basic Image Interchange Format
DEM Digital Elevation Model
GCP Ground Control Point
GeoTIFF Geographic TIFF
GIS Geographic Information System
GML Geography Markup Language
HDF-EOS Hierarchical Data Format - Earth Observing System
JPEG Joint Photographic Experts Group
LUT Look-Up Table
RGB Red Green Blue
TIFF Tagged Image File Format
TIN Triangulated Irregular Network
UML Unified Modeling Language
XML eXtensible Markup Language
4.3 Notation
The conceptual schema specified in this Technical Specification is described using the Unified Modeling
Language (UML), following the guidance of ISO/TS 19103.
Several model elements used in this schema are defined in other ISO geographic information standards. By
convention within ISO/TC 211, names of UML classes, with the exception of basic data type classes, include a
two letter prefix that identifies the standard and the UML package in which the class is defined. UML classes
defined in this Technical Specification have the two letter prefix of IF. Table 1 lists the other International
Standards and packages in which UML classes used in this Technical Specification have been defined.
Table 1 — Sources of externally defined UML classes
Prefix Standard Package
CV 19123 Coverage Core & Discrete Coverages
EX 19115 Metadata extent information
GF 19109 General Feature Model
GM 19107 Geometry Root
MD 19115 Metadata entity set information
MI 19115-2 Metadata entity set imagery
© ISO 2009 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 15 ----------------------
SIST-TS ISO/TS 19129:2009
ISO/TS 19129:2009(E)
5 Background for the framework
5.1 Legacy concepts and terminology
Any attempt to solve the problem of achieving compatibility between the many existing imagery and gridded
data specifications and standards in wide use is hampered by the fact that they use different terminology, or
use the same terms to represent different concepts. A variety of meanings have been assigned in the past to
the three important terms (imagery, raster, and matrix) resulting in potential confusion. The terms imagery,
raster and matrix are defined in Clause 4. The term “matrix data” is sometimes used colloquially to describe a
set of measured attribute values organized in a grid. In some contexts this term implies the exclusion of “raster
data” or “imagery data”. Using the term “matrix data” in this way is unsatisfactory because the concept
conflicts with the concept of gridded data and is ambiguous. Unfortunately, the common or colloquial uses of
all of these terms overlap and they provide a poor lexicon. In Clause 4 these terms are given a more precise
technical meaning. However, because these terms are often used in external standards or specifications in
less precise or different ways it is important to be aware of the broader colloquial meanings sometimes given
to them.
5.2 Separation of carrier and content
Many data interchange standards for imagery and gridded data describe the allo
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.