ISO 19101-1:2014
(Main)Geographic information — Reference model — Part 1: Fundamentals
Geographic information — Reference model — Part 1: Fundamentals
ISO 19101-1:2014 defines the reference model for standardization in the field of geographic information. This reference model describes the notion of interoperability and sets forth the fundamentals by which this standardization takes place. Although structured in the context of information technology and information technology standards, ISO 19101-1:2014 is independent of any application development method or technology implementation approach.
Information géographique — Modèle de référence — Partie 1: Principes de base
l'ISO 19101-1:2014 définit le modèle de référence pour la normalisation dans le domaine de l'information géographique. Ce modèle de référence décrit la notion d'interopérabilité et établit les principes de base sur lesquels s'appuiera la normalisation. Bien que l'ISO 19101-1:2014 soit définie dans le contexte des technologies de l'information et des normes s'y rapportant, elle ne dépend d'aucune méthode de développement d'applications, ni d'aucune approche de mise en ?uvre de technologie.
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МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ
19101-1
Первое издание
2014-11-15
Географическая информация.
Эталонная модель.
Часть 1.
Основные принципы
Geographic information — Reference model —
Part 1: Fundamentals
Ссылочный номер
ISO 19101-1:2014
© ISO 2014
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ISO 19101-1:2014
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предварительного письменного согласия со стороны ISO, расположенной по нижеуказанному адресу, или членов ISO в стране
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Опубликовано в Швейцарии
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ISO 19101-1:2014
Содержание Cтраница
Предисловие . iv
Введение . v
1 Область применения. 1
2 Соответствие . 1
3 Нормативные ссылки . 1
4 Термины, определения и сокращения . 1
4.1 Термины и определения . 1
4.2 Сокращения . 7
5 Совместимость . 9
5.1 Совместимость географической информации . 9
5.2 Совместимость географической информации в рамках электронного
правительства . 13
6 Основы совместимости и область применения эталонной модели . 13
6.1 Основы . 13
6.2 Область применения стандартов ISO по географической информации . 14
7 Абстракция реального мира . 15
7.1 Общие положения . 15
7.2 Концептуальный формализм . 15
7.3 Онтологические языки . 15
8 Эталонная модель ISO для географической информации . 16
8.1 Общие положения . 16
8.2 Концептуальная основа эталонной модели . 17
8.3 Семантическая основа эталонной модели . 19
8.4 Синтаксическая основа эталонной модели . 20
8.5 Сервисная основа эталонной модели . 21
8.6 Процедурные стандарты эталонной модели . 22
8.7 Использование эталонной модели . 23
9 Профили . 23
9.1 Начальные сведения о профилях . 23
9.2 Использование профилей . 24
9.3 Взаимосвязь профилей и базовых стандартов . 24
Приложения A (нормативное) Абстрактный набор проверок . 25
Приложения B (информативное) Уровни совместимости. 30
Приложения C (информативное) Совместимость географической информации в рамках
электронного правительства . 33
Приложения D (информативное) Базовые стандарты для инфраструктуры
пространственных данных . 37
Приложения E (информативное) Абстрагирование реального мира в контексте
географической информации . 40
Приложения F (информативное) Обзор стандартов ISO по географической информации . 45
Приложения G (информативное) Сводные сведения о средстве моделирования
концептуальных схем . 49
Библиография . 51
iii
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ISO 19101-1:2014
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 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 тесно сотрудничает с Международной
электротехнической комиссией (IEC) по вопросам стандартизации в области электротехники.
Процедуры, использованные при разработке настоящего документа, а также процедуры его
дальнейшего утверждения, описаны в директивах ISO/IEC (часть 1). Особо необходимо отметить, что
для различных типов документов ISO применяются различные критерии утверждения. Данный
международный стандарт разработан в соответствии с редакционными правилами директив ISO/IEC
(часть 2). Дополнительные сведения см. по адресу: www.iso.org/directives.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть
объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не несет ответственность
за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав. Сведения о любых патентных правах,
обнаруженных во время разработки настоящего документа, будут указаны в разделе «Введение» и/или
в списке патентных уведомлений, полученных ISO. Дополнительные сведения см. по адресу:
www.iso.org/patents.
Все торговые названия, используемые в этом документе, указаны для удобства пользователей и не
должны рассматриваться в качестве одобрения.
Пояснения специальных терминов и выражений, связанных с оценкой соответствия, и сведения о
соблюдении ISO принципов WTO по недопущению технических препятствий торговле (TBT) см. по
адресу: http://www.iso.org/iso/home/standards_development/resources-for-technical-work/foreword.htm.
За разработку настоящего документа отвечает комитет ISO/TC 211 Географическая
информация/Геоматика.
Данное первое издание ISO 19101-1 совместно со стандартом ISO/TS 19101-2:2008 отменяет и
замещает стандарт ISO 19101:2002.
Стандарт ISO 19101 состоит из следующих частей под общим заголовком Географическая
информация. Эталонная модель.
— Часть 1. Основные принципы
— Часть 2. Изображения [Техническая спецификация]
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ISO 19101-1:2014
Введение
Пользователи информационных технологий признают, что, при сравнении с остальными
потребностями традиционных областей применения цифровой географической информации,
индексирование по местоположению имеет основополагающее значение для структурирования и
использования цифровых данных. В наши дни цифровые данные, полученные из нескольких
источников различных типов, используются многочисленными приложениями для географической
привязки местоположений. Такие данные активно распространяются и совместно используются через
Интернет. Фактически Интернет стал важным источником знаний, который характеризуется
значительной зависимостью от географической информации. Следовательно, стандартизация в
области географической информации крайне необходима для поддержки и упрощения распределения
и использования географической информации из различных источников (т. е. требуется обеспечить
совместимость).
Стандартизация географической информации представляет собой сложную задачу, решение которой
требует учёта многочисленных аспектов, охватывающих определение совместимости географической
информации, базовые типы данных (например, для пространственной и временной информации),
правила моделирования, семантику объектов реального мира, метаданные, службы и т. д. Для полного
и унифицированного решения этой задачи необходимо использовать эталонную модель
географической информации. Данная модель формирует всеобъемлющее представление,
позволяющее выполнить абстрактное описание элементов географической информации и
взаимосвязей между ними. Одна из основных целей этой эталонной модели состоит в том, чтобы
определить и описать совместимость географической информации на системном, синтаксическом,
структурном и семантическом уровнях. В свою очередь определение совместимости географической
информации служит основой стандартизации географической информации и способствует
следующующему:
— улучшение понимания и использования географической информации;
— увеличение степени пригодности, доступа, интеграции и совместного использования
географической информации;
— повышение продуктивности, эффективности и экономичности использования цифровой
географической информации и соответствующих аппаратных и программных систем; и
— предоставление унифицированного подхода к решению глобальных экологических и
гуманитарных проблем.
Настоящая часть стандарта ISO 19101 определяет эталонную модель ISO применительно к
географической информацией. Такая эталонная модель позволяет сформулировать рекомендации по
структурированию стандартов, посвященных географической информации, и способствует
универсальному использованию цифровой географической информации. Кроме того, эталонная
модель задаёт основные принципы стандартизации географической информации, охватывающие
описание, управление и обслуживание, а также их взаимосвязи, обеспечивающие совместимость
внутри и за пределами области применения географической информации, благодаря чему возможно
взаимодействие с другими информационными сообществами. Настоящая часть стандарта ISO 19101
развивает концепцию стандартизации географической информации, чтобы получить возможность
взаимного объединения географической информации с другими типами информации.
Описание эталонной модели выполняется с использованием концептуальной основы, которая
предлагает способ структурирования области стандартизации географической информации согласно
описанию совместимости. В результате этого можно выявить и указать различные аспекты
стандартизации и взаимосвязи, существующие между ними.
Такая эталонная модель определяет роль семантики, а также способствует реализации
совместимости в области географической информации при использовании семантической паутины и
новых технологий (например, Интернет и многочисленные новые способы доступа к нему). Кроме того,
вышеупомянутая эталонная модель служит основой для построения дополнительных специальных
эталонных моделей определенных аспектов стандартизации географической информации.
v
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ISO 19101-1:2014
Описанию эталонной модели посвящены пять разделов. Раздел 5 описывает совместимость в
контексте географической информации с точки зрения электронного правительства и обмена данными.
Раздел 6 указывает базовые элементы эталонной модели и содержит требования, предъявляемые
ISO к стандартизации географической информации. Раздел 7 определяет требование к абстракции
реального мира. В разделе 8 вместе со специальными требованиями представлено описание
эталонной модели, предназначенной для стандартизации географической информации согласно
рекомендациям ISO. Наконец, в разделе 9 описаны профили, связанные со стандартами ISO по
географической информации.
Настоящий стандарт (ISO 19101-1) содержит первую часть описания эталонной модели. Для
отдельных областей стандартизации возможна разработка дополнительных частей,
регламентирующих задачи, элементы и структуры. По этой причине вторая часть описания эталонной
модели посвящена специальным аспектам формирования изображений.
Для достижения этих целей стандартизация географической информации реализуется на основе
совокупности концепций, связанных с информационными технологиями и географической
информацией. Во время разработки стандартов для географической информации, необходимо по
возможности учитывать положения основных действующих стандартов, имеющих отношение к
информационным технологиям. Разработка стандартов, посвященных географической информации,
необходима лишь в тех случаях, когда соответствующие аспекты географической информации не
регламентируются другими стандартами.
Настоящая часть стандарта ISO 19101 содержит описание общего подхода к структурированию
стандартов ISO по географической информации. Такая эталонная модель использует понятия из
стандарта ISO/IEC 10746-1 [17], посвящённого эталонной модели открытой распределённой обработки
данных (RM-ODP), а также понятия из подходящих технических отчётов и других международных
стандартов.
Настоящая часть ISO 19101 не предписывает конкретных продуктов или методов для реализации
географических информационных систем и предназначена для аналитиков информационных систем,
проектировщиков программного обеспечения, разработчиков стандартов, посвященных
географической информации, и прочих специалистов, которым необходимо понять основные принципы
этой серии стандартов и общие требования, предъявляемые к стандартизации географической
информации.
В отличии от предыдущей версии, эталонная модель, описываемая настоящим стандартом, уделяет
особое внимание, помимо онтологий и знаний, семантическим аспектам, связанным с совместимостью
географической информации. Пересмотрено определение совместимости в контексте обмена
данными. Указаны три принципа совместимости географической информации. Новая концептуальная
основа, использующая эти принципы и четыре традиционных уровня абстракции, способствует
построению эталонной модели. Архитектурный аспект предыдущей эталонной модели исключен из
новой эталонной модели, поскольку подробно описан в пересмотренной редакции стандарта
ISO 19119:2005. Данная версия эталонной модели не имеет обратной совместимости для серии
стандартов ISO по географической информации.
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МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 19101-1:2014
Географическая информация. Эталонная модель.
Часть 1.
Основные принципы
1 Область применения
Настоящая часть стандарта ISO 19101 содержит описание эталонной модели, используемой для
стандартизации географической информации. Эталонная модель позволяет сформулировать критерии
совместимости и основные принципы вышеуказанной стандартизации.
Несмотря на структурирование в контексте информационной технологии и стандартов
информационной технологии, эта часть ISO 19101 независима от любого метода разработки
приложений или подхода к внедрению технологии.
2 Соответствие
Общие требования, предъявляемые к соответствию и проверке, для стандартов ISO по
географической информации указаны в ISO 19105.
Все стандарты и профили, претендующие на соответствие положениям настоящей части стандарта
ISO 19101, должны удовлетворять всем требованиям, указанным в абстрактных наборах проверок
(см. приложение A).
Дополнительные специальные требования, предъявляемые к соответствию, сформулированы в других
стандартах ISO по географической информации.
3 Нормативные ссылки
Нижеперечисленные документы полностью или частично представляют собой обязательные к
применению нормативные ссылки настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяется
только цитируемое издание. Для недатированных ссылок применяется самое последнее издание
ссылочного документа (в том числе изменения).
Не применимо.
4 Термины, определения и сокращения
4.1 Термины и определения
Для целей настоящего документа применяются следующие термины и определения.
4.1.1
приложение
application
операции управления и обработки, выполняемые в отношении данных с целью соблюдения
требований пользователей
1
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ISO 19101-1:2014
4.1.2
прикладная схема
application schema
концептуальная схема (4.1.6) данных, необходимая для одного или нескольких вариантов
применения (4.1.1)
4.1.3
базовый стандарт
base standard
стандарт ISO по географической информации (4.1.18) или иной стандарт информационных
технологий, используемый в качестве основы создания профиля (4.1.27)
[ИСТОЧНИК: ISO 19106:2004, 4.2]
4.1.4
концептуальный формализм
conceptual formalism
совокупность принципов моделирования, используемых для описания концептуальной модели (4.1.5)
ПРИМЕР 1 Метамодель на языке UML.
ПРИМЕР 2 Метамодель на языке EXPRESS [21].
Примечание 1 к статье Один и тот же концептуальный формализм может выражаться с помощью нескольких
языков концептуальных схем (4.1.7).
4.1.5
концептуальная модель
conceptual model
модель, содержащая концепции предметной области (4.1.38)
4.1.6
концептуальная схема
conceptual schema
формализованное описание концептуальной модели (4.1.5)
4.1.7
язык концептуальных схем
conceptual schema language
формализованный язык, разработанный на основе концептуального формализма (4.1.4) с целью
представления концептуальных схем (4.1.6)
ПРИМЕР 1 UML.
ПРИМЕР 2 EXPRESS.
ПРИМЕР 3 IDEF1X.
Примечание 1 к статье Существуют лексические и графические языки концептуальных схем. Основой
нескольких языков концептуальных схем может служить один и тот же концептуальный формализм.
4.1.8
покрытие
coverage
географический объект (4.1.11), выступающая в роли функции возврата значений из ее диапазона
для любого абсолютного положения внутри пространственной, временной или пространственно-
временной области
ПРИМЕР 1 Растровое изображение (4.1.30).
ПРИМЕР 2 Полигональное покрытие.
2
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ПРИМЕР 3 Цифровая матрица рельефа.
Примечание 1 к статье Иначе говоря, покрытие представляет собой объект, который обладает несколькими
значениями для каждого типа атрибутов, когда каждому абсолютному положению в рамках геометрического
представления объекта соответствует одиночное значение для каждого типа атрибутов.
[ИСТОЧНИК: ISO 19123:2005, 4.1.7]
4.1.9
набор данных
dataset
идентифицируемый массив данных
[ИСТОЧНИК: ISO 19115-1:2014, 4.3]
4.1.10
электронное правительство
e-government
цифровое взаимодействие между правительством и гражданами, правительством и коммерческими
организациями, а также между государственными учреждениями
4.1.11
географический объект
feature
абстракция объектов реального мира
Примечание 1 к статье Объект может встречаться как тип или экземпляр. Необходимо использовать тип или
экземпляр географического объекта, когда подразумевается только один из них.
4.1.12
атрибут географического объекта
feature attribute
характеристика географического объекта (4.1.11)
ПРИМЕР 1 Атрибут географического объекта с именем «цвет» может иметь значение атрибута «зеленый»,
принадлежащее к типу данных «текст».
ПРИМЕР 2 Атрибут географического объекта с именем «длина» может иметь значение атрибута «82,4»,
принадлежащее к типу данных «действительный».
Примечание 1 к статье Атрибут географического объекта характеризуется именем, типом данных и
соответствующей областью значений. Кроме того, атрибут географического объекта для экземпляра
географического объекта (4.1.14) имеет также значение атрибута из области значений.
Примечание 2 к статье В рамках каталога географических объектов (4.1.13) атрибут географического
объекта может содержать область значений, но не конкретизирует значения атрибутов для экземпляров
географических объектов.
Примечание 3 к статье На языке UML атрибуты, связи и операции соответствуют типам представлений и не
относятся к категории фундаментальных для типа характеристики или типа географического объекта. Атрибуты,
связи и операции способны в равной степени представлять одну и ту же характеристику географического объекта.
Каждой реализации характеристики разрешается использовать наиболее подходящий тип представления и, при
необходимости, несколько различных представлений для одиночной характеристики. Следовательно, связи
географических объектов и операций географических объектов (4.1.15) представляют собой различные типы
атрибута географического объекта. Они различаются не семантикой, а методами хранения и доступа.
4.1.13
каталог географических объектов
feature catalogue
каталог, содержащий определения и описания типов (4.1.16), атрибутов (4.1.12) и отношений
географических объектов, существующих в одном или нескольких наборах географических данных,
вместе с применяемыми операциями географических объектов (4.1.15)
3
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ISO 19101-1:2014
4.1.14
экземпляр географического объекта
feature instance
представитель определенного типа географических объектов (4.1.16), обладающий заданными
значениями атрибутов географического объекта (4.1.12)
4.1.15
операция географического объекта
feature operation
операция, которая может выполняться для каждого экземпляра типа географического объекта
(4.1.16)
ПРИМЕР Географический объект «плотина» может характеризоваться операцией повышения плотины.
Результатом этой операции является увеличение высоты «плотины» и уровня воды «водохранилища».
Примечание 1 к определению термина. Операции географических объектов служат основой для определения типа
объектов.
[ИСТОЧНИК: ISO 19110:2005, 4.5]
4.1.16
тип географического объекта
feature type
класс географических объектов (4.1.11), обладающих общими характеристиками
[ИСТОЧНИК: ISO 19156:2011, 4.7]
4.1.17
функциональный стандарт
functional standard
действующий стандарт географической информации (4.1.18), который активно используется
международным сообществом поставщиков и пользователей данных
ПРИМЕР 1 GDF [22].
ПРИМЕР 2 S-57 [15].
ПРИМЕР 3 DIGEST [6].
4.1.18
географическая информация
geographic information
информация об объектах, явно или неявно связанная с расположением относительно Земли
4.1.19
географическая информационная служба
geographic information service
служба (4.1.36), которая преобразует, распределяет или представляет географическую информацию
(4.1.18), предназначенную для пользователей
4.1.20
геоинформационная система
geographic information system
информационная система (4.1.23), имеющая отношение к данным об относительном местоположении
объектов на поверхности Земли
4.1.21
графический язык
graphical language
язык, синтаксис которого выражается с помощью графических символов
4
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ISO 19101-1:2014
4.1.22
сетка
grid
сетка, состоящая из двух или более наборов кривых, каждый элемент которого пересекает элементы
других наборов по определенному алгоритму
Примечание 1 к статье Кривые разделяют пространство на ячейки сетки.
[ИСТОЧНИК: ISO 19123:2005, 4.1.23]
4.1.23
информационная система
information system
система обработки информации, которая предоставляет и распространяет информацию с
использованием соответствующих организационных ресурсов (например, человеческие, технические и
финансовые ресурсы)
[ИСТОЧНИК: ISO/IEC 2382-1:1993, 01.01.22]
4.1.24
лексический язык
lexical language
язык, синтаксис которого выражается с помощью символов, определяемых как строки символов
4.1.25
модуль
module
предварительно заданный в базовом стандарте набор элементов, который можно использовать для
создания профиля
[ИСТОЧНИК: ISO/TR 19120:2001, 3.3]
4.1.26
онтология
ontology
формализованное представление объектов предметной области (4.1.38) вместе с базовым словарем,
содержащим определения и аксиомы, которые поясняют подразумеваемый смысл, а также описывают
объекты и их взаимосвязи
4.1.27
профиль
profile
набор, состоящий из одного или нескольких базовых стандартов (4.1.3) или подгрупп базовых
стандартов и, если применимо, идентифицирующий выбранные разделы, классы, версии и параметры
таких базовых стандартов, необходимых для осуществления определенной функции
[ИСТОЧНИК: ISO 19106:2004, 4.5]
4.1.28
качество
quality
степень, в которой набор свойственных характеристик удовлетворяет требованиям
Примечание 1 к статье Термин «качество» можно использовать совместно с прилагательными (например,
«плохой», «хороший» или «отличный»).
Примечание 2 к статье «Свойственная», в противоположность «присвоенной», означает существующая в чем-
то, в данном случае в качестве постоянной характеристики.
[ИСТОЧНИК: ISO 9000:2005, 3.1.1]
5
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ISO 19101-1:2014
4.1.29
схема качества
quality schema
концептуальная схема (4.1.6), характеризующая критерии качества (4.1.28) географических данных
4.1.30
растр
raster
как правило, прямоугольная структура параллельных линий сканирования, образующая или
отображающая изображение на электронно-лучевой трубке
Примечание 1 к статье Растр тип сетки (4.1.22).
[ИСТОЧНИК: ISO 19123:2005, 4.1.30]
4.1.31
эталонная модель
reference model
основа понимания важных взаимосвязей между сущностями некоторой среды и разработки
согласующихся стандартов или спецификаций, связанных с такой средой
Примечание 1 к статье Эталонная модель построена на основе небольшого количества унифицированных
понятий и может использоваться в качестве базиса при обучении или разъяснении положений стандартов
неспециалисту.
[ИСТОЧНИК: ISO 14721:2012, 1.7.2, измененный]
4.1.32
реестр
register
набор файлов, содержащих идентификаторы и описания соответствующих элементов
[ИСТОЧНИК: ISO 19135:2005, 4.1.9]
4.1.33
служба регистрации
registry
информационная система (4.1.23), которая служит основой реестра (4.1.32)
[ИСТОЧНИК: ISO 19135:2005, 4.1.13]
4.1.34
схема
schema
формализованное описание модели
4.1.35
семантическая паутина
Semantic Web
глобальная сеть (4.1.40) данных со смысловым значением
Примечание 1 к статье Связь смысловых значений позволяет понимать и обрабатывать данные и информацию
не только средствам автоматизации, но и пользователям.
4.1.36
служба
service
отдельная часть функциональности, обеспечиваемая сущностью с помощью интерфейсов
[ИСТОЧНИК: ISO 19119:2005, 4.1]
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ISO 19101-1:2014
4.1.37
мозаика
tessellation
разделение пространства на множество смежных подпространств, обладающих одинаковым размером
после разделения исходного пространства
Примечание 1 к статье Мозаика, состоящая из конгруэнтных правильных полигонов или многогранников,
называется регулярной мозаикой. Полурегулярной называется мозаика, состоящая из правильных, но
неконгруэнтных полигонов или многогранников. В противном случае мозаика считается нерегулярной.
[ИСТОЧНИК: ISO 19123:2005, 4.1.39]
4.1.38
предметная область
universe of discourse
представление о реальном или возможном мире, охватывающее всё интересующее
4.1.39
вектор
vector
величина, характеризуемая числовым значением и направлением
Примечание 1 к статье Направленный отрезок прямой называется вектором при условии, что длина и
направление отрезка прямой соответствуют модулю и направлению вектора. Термином «векторные данные»
обозначаются данные, характеризующие пространственную конфигурацию географических объектов (4.1.11) с
помощью набора направленных отрезков прямой.
[ИСТОЧНИК: ISO 19123:2005, 4.1.43]
4.1.40
Всемирная паутина
World Wide Web
Интернет
Web
доступное через сеть пространство информации и служб (4.1.36)
4.1.41
веб-служба
Web service
служба
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19101-1
First edition
2014-11-15
Geographic information — Reference
model —
Part 1:
Fundamentals
Information géographique — Modèle de référence —
Partie 1: Principes de base
Reference number
ISO 19101-1:2014(E)
©
ISO 2014
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ISO 19101-1:2014(E)
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ISO 19101-1:2014(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Conformance . 1
3 Normative references . 1
4 Terms, definitions, and abbreviated terms . 1
4.1 Terms and definitions . 1
4.2 Abbreviated terms . 6
5 Interoperability . 8
5.1 Interoperability of geographic information . 8
5.2 Interoperability of geographic information in e-government .11
6 Interoperability foundations and scope for the reference model .11
6.1 Foundations .11
6.2 Scope in the ISO geographic information standards .13
7 Abstraction of the real world .13
7.1 General .13
7.2 Conceptual formalism .13
7.3 Ontological languages .13
8 The ISO geographic information reference model .14
8.1 General .14
8.2 Reference model conceptual framework.15
8.3 Reference model — Semantic foundation .17
8.4 Reference model — Syntactic foundation .18
8.5 Reference model — Service foundation .19
8.6 Reference model — Procedural standards .20
8.7 Uses of the reference model .21
9 Profiles .21
9.1 Introduction to profiles .21
9.2 Use of profiles .21
9.3 Relationship of profiles to base standards .21
Annex A (normative) Abstract test suite .22
Annex B (informative) Layers of interoperability .26
Annex C (informative) Interoperability of geographic information in e-government .29
Annex D (informative) Foundation standards for SDI .33
Annex E (informative) Abstraction of the real world in geographic information.36
Annex F (informative) Overview of the ISO geographic information standards .41
Annex G (informative) Conceptual Schema Modelling Facility: a summary .45
Bibliography .47
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ISO 19101-1:2014(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
This first edition of ISO 19101-1, together with ISO/TS 19101-2:2008, cancels and replaces ISO 19101:2002.
ISO 19101 consists of the following parts, under the general title Geographic information — Reference model:
— Part 1: Fundamentals
— Part 2: Imagery [Technical Specification]
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ISO 19101-1:2014(E)
Introduction
Beyond the needs within traditional applications of digital geographic information, users of information
technology recognize that indexing by location is fundamental in the organization and the use of digital
data. Nowadays, digital data from multiple sources of a wide variety are being referenced to locations
and used in various applications. Such data are now extensively distributed and shared over the Web. In
fact, the Web is an important source of knowledge in which geographic information plays a significant
role. Standardization in the field of geographic information is therefore imperative to support and
simplify the sharing and usage of geographic information of different sources, i.e. interoperability.
Standardization in geographic information is a complex task that addresses multiple aspects encompassing
the definition of interoperability of geographic information, fundamental data types such as for spatial
and temporal information, modelling rules, the semantics of real world phenomena, metadata, services,
etc. As such, a reference model is required in order to achieve this task in an integrated and consistent
manner. A reference model in geographic information consists of a comprehensive view providing an
abstract description of the elements that might compose the field of geographic information and their
interrelations. One of the primary goals of this reference model is to define and describe interoperability
of geographic information, addressing system, syntactic, structural, and semantic levels. The definition
of interoperability of geographic information will then serve as the underpinning for standardization in
geographic information. It contributes to
— increase the understanding and usage of geographic information,
— increase the availability, access, integration, and sharing of geographic information,
— promote the efficient, effective, and economic use of digital geographic information and associated
hardware and software systems, and
— enable a unified approach to addressing global ecological and humanitarian problems.
This part of ISO 19101 defines the ISO reference model dealing with geographic information. This
reference model provides a guide to structuring geographic information standards in a way that
it will enable the universal usage of digital geographic information. It sets out the fundamentals for
standardization in geographic information including description, management, and services, and how
they are interrelated to support interoperability within the geographic information realm and beyond
to ensure interoperability with other information communities. As such, this part of ISO 19101 develops
a vision for the standardization in geographic information from which it would be possible to integrate
geographic information with other types of information and conversely.
The description of the reference model is supported by a conceptual framework. The conceptual
framework is a mechanism to structure the scope of the standardization activity in geographic information
according to the interoperability description. It identifies the various facets of standardization and the
relationships that exist between them.
This reference model settles the role of semantics, how the new technologies such as the Web and many
emerging ways of accessing it, and how the Semantic Web can support interoperability in the field of
geographic information. It also provides an umbrella under which additional specific reference models
on particular facets of geographic information standardization would be required.
The reference model is organized in five clauses. Clause 5 describes interoperability in the context of
geographic information from a communication and an e-government perspective. Clause 6 identifies the
foundations of the reference model and sets the scope (requirements) for the ISO geographic information
standardization activities. Clause 7 identifies the requirement for the abstraction of the real world. The
reference model for ISO standardization in geographic information is specified in Clause 8 along with its
specific requirements. Finally, profiles related to ISO geographic information standards are introduced
in the Clause 9.
This part of ISO 19101 is the first part of the reference model. Additional parts can be developed to
address concerns, elements, and structures in distinct areas. As such, part 2 of the reference model
addresses specific aspects on imagery.
© ISO 2014 – All rights reserved v
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ISO 19101-1:2014(E)
To achieve these goals, standardization of geographic information in the ISO geographic information
standards is based on the integration of the concepts of geographic information with those of information
technology. The development of standards for geographic information has to consider the adoption or
adaptation of generic information technology standards whenever possible. It is only when this cannot
be done that the development of geographic information standards becomes required.
This part of ISO 19101 identifies a generic approach to structuring the ISO geographic information
standards. This reference model uses concepts from the Open Distributed Processing – Reference Model
[17]
(RM ODP) described in ISO/IEC 10746-1 and other relevant International Standards and Technical
Reports. This part of ISO 19101 does not prescribe any specific products or techniques for implementing
geographic information systems.
This part of ISO 19101 is intended to be used by information system analysts, program planners,
and developers of geographic information standards that are related to ISO geographic information
standards, as well as others in order to understand the basic principles of this series of standards and
the overall requirements for standardization of geographic information.
This edition of the reference model differs from its previous edition by having a specific focus on the
semantic aspects related to interoperability of geographic information by the way of ontologies and
knowledge. As such, the definition of interoperability has been revisited in the context of communication.
Three foundations for interoperability of geographic information are identified. Based on these
foundations and the usual four levels of abstraction, a new conceptual framework is introduced to
support the organization of the reference model. The architectural aspect of the previous reference
model has been removed in this reference model and will be addressed more specifically in a revision of
ISO 19119:2005. This version of the reference model has no backward compatibility impact on the ISO
geographic information suite of standards.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19101-1:2014(E)
Geographic information — Reference model —
Part 1:
Fundamentals
1 Scope
This part of ISO 19101 defines the reference model for standardization in the field of geographic
information. This reference model describes the notion of interoperability and sets forth the fundamentals
by which this standardization takes place.
Although structured in the context of information technology and information technology standards,
this part of ISO 19101 is independent of any application development method or technology
implementation approach.
2 Conformance
General conformance and testing requirements for the ISO geographic information standards are
described in ISO 19105.
Any standards and profiles claiming conformance to this part of ISO 19101 shall satisfy all the
requirements described in the abstract test suites in Annex A.
Additional specific conformance requirements are described in individual ISO geographic
information standards.
3 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
Not applicable.
4 Terms, definitions, and abbreviated terms
4.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1.1
application
manipulation and processing of data in support of user requirements
4.1.2
application schema
conceptual schema (4.1.6) for data required by one or more applications (4.1.1)
© ISO 2014 – All rights reserved 1
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ISO 19101-1:2014(E)
4.1.3
base standard
ISO geographic information (4.1.18) standard or other information technology standard that is used as a
source from which a profile (4.1.27) might be constructed
[SOURCE: ISO 19106:2004, 4.2]
4.1.4
conceptual formalism
set of modelling concepts used to describe a conceptual model (4.1.5)
EXAMPLE 1 UML meta model.
[21]
EXAMPLE 2 EXPRESS meta model.
Note 1 to entry: One conceptual formalism can be expressed in several conceptual schema languages (4.1.7).
4.1.5
conceptual model
model that defines concepts of a universe of discourse (4.1.38)
4.1.6
conceptual schema
formal description of a conceptual model (4.1.5)
4.1.7
conceptual schema language
formal language based on a conceptual formalism (4.1.4) for the purpose of representing conceptual
schemas (4.1.6)
EXAMPLE 1 UML.
EXAMPLE 2 EXPRESS.
EXAMPLE 3 IDEF1X.
Note 1 to entry: A conceptual schema language can be lexical or graphical. Several conceptual schema languages
can be based on the same conceptual formalism.
4.1.8
coverage
feature (4.1.11) that acts as a function to return values from its range for any direct position within its
spatial, temporal, or spatiotemporal domain
EXAMPLE 1 Raster (4.1.30) image.
EXAMPLE 2 Polygon overlay.
EXAMPLE 3 Digital elevation matrix.
Note 1 to entry: In other words, a coverage is a feature that has multiple values for each attribute type, where
each direct position within the geometric representation of the feature has a single value for each attribute type.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.7]
4.1.9
dataset
identifiable collection of data
[SOURCE: ISO 19115-1:2014, 4.3]
2 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 19101-1:2014(E)
4.1.10
e-government
digital interaction between a government and citizens, government and businesses, and between
government agencies
4.1.11
feature
abstraction of real world phenomena
Note 1 to entry: A feature can occur as a type or an instance. Feature type or feature instance will be used when
only one is meant.
4.1.12
feature attribute
characteristic of a feature (4.1.11)
EXAMPLE 1 A feature attribute named “colour” can have an attribute value “green” which belongs to the
data type “text”.
EXAMPLE 2 A feature attribute named “length” can have an attribute value “82,4” which belongs to the
data type “real”.
Note 1 to entry: A feature attribute has a name, a data type, and a value domain associated to it. A feature attribute
for a feature instance (4.1.14) also has an attribute value taken from the value domain.
Note 2 to entry: In a feature catalogue (4.1.13), a feature attribute can include a value domain but does not specify
attribute values for feature instances.
Note 3 to entry: In UML, attributes, associations, and operations are representation types and are not fundamental
to the type of a characteristic nor to the type of feature. All three are equally capable of representing the same
characteristic of a feature. Every implementation of a characteristic is allowed to use the representation type that
is most appropriate and can use several different representations for a single characteristic if required. Feature
associations and feature operations (4.1.15), therefore, are different types of feature attribute, the distinction
between them being based on storage and access mechanisms rather than semantics.
4.1.13
feature catalogue
catalogue containing definitions and descriptions of the feature types (4.1.16), feature attributes (4.1.12),
and feature relationships occurring in one or more sets of geographic data, together with any feature
operations (4.1.15) that can be applied
4.1.14
feature instance
individual of a given feature type (4.1.16) having specified feature attribute (4.1.12) values
4.1.15
feature operation
operation that every instance of a feature type (4.1.16) can perform
EXAMPLE A feature operation upon a “dam” is to raise the dam. The results of this operation are to raise the
height of the “dam” and the level of water in a “reservoir”.
Note 1 to entry: Feature operations provide a basis for feature type definition.
[SOURCE: ISO 19110:2005, 4.5]
4.1.16
feature type
class of features (4.1.11) having common characteristics
[SOURCE: ISO 19156:2011, 4.7]
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ISO 19101-1:2014(E)
4.1.17
functional standard
existing geographic information (4.1.18) standard, in active use by an international community of data
producers and data users
[22]
EXAMPLE 1 GDF .
[15]
EXAMPLE 2 S-57 .
[6]
EXAMPLE 3 DIGEST .
4.1.18
geographic information
information concerning phenomena implicitly or explicitly associated with a location relative to the Earth
4.1.19
geographic information service
service (4.1.36) that transforms, manages, or presents geographic information (4.1.18) to users
4.1.20
geographic information system
information system (4.1.23) dealing with information concerning phenomena associated with location
relative to the Earth
4.1.21
graphical language
language whose syntax is expressed in terms of graphical symbols
4.1.22
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
Note 1 to entry: The curves partition a space into grid cells.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.23]
4.1.23
information system
information processing system, together with associated organizational resources such as human,
technical, and financial resources, that provides and distributes information
[SOURCE: ISO/IEC 2382-1:1993, 01.01.22]
4.1.24
lexical language
language whose syntax is expressed in terms of symbols defined as character strings
4.1.25
module
predefined set of elements in a base standard that can be used to construct a profile
[SOURCE: ISO/TR 19120:2001, 3.3]
4.1.26
ontology
formal representation of phenomena of a universe of discourse (4.1.38) with an underlying vocabulary
including definitions and axioms that make the intended meaning explicit and describe phenomena and
their interrelationships
4 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 19101-1:2014(E)
4.1.27
profile
set of one or more base standards (4.1.3) or subsets of base standards, and, where applicable, the
identification of chosen clauses, classes, options, and parameters of those base standards, that are
necessary for accomplishing a particular function
[SOURCE: ISO 19106:2004, 4.5]
4.1.28
quality
degree to which a set of inherent characteristics fulfils requirements
Note 1 to entry: The term “quality” can be used with adjectives such as poor, good, or excellent.
Note 2 to entry: “Inherent”, as opposed to “assigned”, means existing in something, especially as a permanent
characteristic.
[SOURCE: ISO 9000:2005, 3.1.1]
4.1.29
quality schema
conceptual schema (4.1.6) defining aspects of quality (4.1.28) for geographic data
4.1.30
raster
usually rectangular pattern of parallel scanning lines forming or corresponding to the display on a
cathode ray tube
Note 1 to entry: A raster is a type of grid (4.1.22).
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.30]
4.1.31
reference model
framework for understanding significant relationships among the entities of some environment, and for
the development of consistent standards or specifications supporting that environment
Note 1 to entry: A reference model is based on a small number of unifying concepts and can be used as a basis for
education and explaining standards to a non-specialist.
[SOURCE: ISO 14721:2012, 1.7.2, modified]
4.1.32
register
set of files containing identifiers assigned to items with descriptions of the associated items
[SOURCE: ISO 19135:2005, 4.1.9]
4.1.33
registry
information system (4.1.23) on which a register (4.1.32) is maintained
[SOURCE: ISO 19135:2005, 4.1.13]
4.1.34
schema
formal description of a model
© ISO 2014 – All rights reserved 5
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ISO 19101-1:2014(E)
4.1.35
Semantic Web
Web (4.1.40) of data with meaning
Note 1 to entry: The association of meaning allows data and information to be understood and processed by
automated tools as well as by people.
4.1.36
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[SOURCE: ISO 19119:2005, 4.1]
4.1.37
tessellation
partitioning of a space into a set of conterminous subspaces having the same dimension as the space
being partitioned
Note 1 to entry: A tessellation composed of congruent regular polygons or polyhedra is a regular tessellation.
One composed of regular, but non-congruent, polygons or polyhedra is a semi-regular tessellation. Otherwise, the
tessellation is irregular.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.39]
4.1.38
universe of discourse
view of the real or hypothetical world that includes everything of interest
4.1.39
vector
quantity having direction as well as magnitude
Note 1 to entry: A directed line segment represents a vector if the length and direction of the line segment are
equal to the magnitude and direction of the vector. The term vector data refers to data that represents the spatial
configuration of features (4.1.11) as a set of directed line segments.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.43]
4.1.40
World Wide Web
Web
universe of network-accessible information and services (4.1.36)
4.1.41
Web service
service (4.1.36) that is made available through the Web (4.1.40)
Note 1 to entry: A Web service usually includes some combination of programming and data. It can also include
human resources.
4.2 Abbreviated terms
COM Component Object Model
CORBA Common Object Request Broker Architecture
CSMF Conceptual Schema Modelling Facility
DL Description Language
DXF Drawing eXchange Format
6 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 19101-1:2014(E)
ebXML RIM Electronic Business XML Registry Information Model
ebXML RS Electronic Business XML Registry Services
EIF European Interoperability Framework
FTP File Transfer Protocol
GeoRSS Geo Really Simple Syndication
GFM General Feature Model
GIS Geographic Information System
GML Geography Markup Language
HTML HyperText Markup Language
HTTP HyperText Transfer Protocol
ICT Information and Communication Technology
IDEF1X Integration DEFinition for Data Modelling
IDL Interface Definition Language
IT Information Technology
JDBC Java Database Connectivity
KML Keyhole Markup Language
MS Microsoft Corporation
OCL Object Constraint Language
ODBC Open Database Connectivity
ODL Object Definition Language
ODMG Object Data Management Group
ODP Open Distributed Processing
OMG Object Management Group
OWL Web Ontology Language
RDF Resource Description Framework
RM-ODP Reference Model – Open Distributed Processing
RPC Remote Procedure Call
SDAI Standard
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 19101-1
ISO/TC 211 Secretariat: SN
Voting begins on Voting terminates on
2012-03-08 2012-08-08
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Geographic information — Reference model —
Part 1:
Fundamentals
ICS 35.240.70
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE
REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION.
© International Organization for Standardization, 2012
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ISO/DIS 19101-1
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ISO/DIS 19101-1
Contents Page
Foreword . vi
Introduction . vii
1 Scope . 1
2 Conformance . 1
3 Normative reference . 1
4 Terms, definitions and abbreviations . 1
4.1 Terms and definitions . 1
4.2 Abbreviations . 6
5 Interoperability . 7
5.1 Interoperability of geographic information . 7
5.1.1 Conceptual framework . 7
5.1.2 Heterogeneity in geographic information . 10
5.2 Interoperability of geographic information in e-government. 11
5.2.1 e-government . 11
5.2.2 Conceptual model for e-governmental services . 11
5.2.3 e-government through linked data . 13
6 Interoperability foundations and scope for the reference model . 14
6.1 Foundations . 14
6.1.1 Introduction . 14
6.1.2 Semantic foundation . 14
6.1.3 Syntactic foundation . 15
6.1.4 Service foundation . 15
6.2 Scope in the ISO geographic information standards . 15
7 Abstraction of the real world . 16
7.1 Introduction . 16
7.2 Conceptual formalism . 16
7.3 Ontological languages . 16
7.3.1 Graphical language . 16
7.3.2 Lexical language . 16
8 The ISO geographic information reference model . 16
8.1 Introduction . 16
8.2 Reference model conceptual framework . 18
8.3 Reference model - semantic foundation . 19
8.3.1 Meta-meta:Semantic . 19
8.3.2 Meta:Semantic . 19
8.3.3 Application:Semantic . 20
8.3.4 Instance:Semantic . 20
8.4 Reference model - syntactic foundation . 20
8.4.1 Meta-meta:Syntactic . 20
8.4.2 Meta:Syntactic . 21
8.4.3 Application:Syntactic . 21
8.4.4 Instance:Syntactic . 21
8.5 Reference model - service foundation . 22
8.5.1 Meta-meta:Service . 22
8.5.2 Meta:Service . 22
8.5.3 Application:Service . 22
8.5.4 Instance:Service . 22
8.6 Reference model - procedural standards . 23
© ISO 2012 – All rights reserved iii
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ISO/DIS 19101-1
8.6.1 Meta-meta:Procedural . 23
8.6.2 Meta:Procedural . 23
8.6.3 Application:Procedural . 23
8.6.4 Instance:Procedural . 23
8.7 Uses of the reference model . 23
9 Profiles . 24
9.1 Introduction to profiles . 24
9.2 Profiles and base standards . 24
9.3 Modularity concept . 24
9.4 Use of profiles . 24
9.5 Relationship of profiles to base standards . 24
Annex A (normative) Abstract test suite. 25
A.1 Scope in ISO geographic information standards and profiles . 25
A.2 Conceptual formalism . 25
A.3 Ontology graphical language . 25
A.3.1 UML class and package diagrams . 25
A.3.2 Requirements for the use of UML and OCL languages . 26
A.4 Ontology lexical language . 26
A.4.1 Rules for Web ontology language (OWL) . 26
A.4.2 OWL ontologies . 26
A.4.3 UML models and OWL ontologies co-existence . 26
A.5 Reference model . 27
A.5.1 Meta-meta:Semantic foundation standards . 27
A.6 Profile . 28
A.6.1 Use of profile . 28
A.6.2 Relationship of profiles to base standards . 28
Annex B (informative) Layers of interoperability . 29
B.1 Introduction . 29
B.2 Network Protocols . 29
B.3 File Systems . 29
B.4 Remote Procedure Calls . 29
B.5 Search and Access Databases . 30
B.6 Geographic Information Systems . 30
B.7 Semantic interoperability . 30
Annex C (informative) Foundation standards for SDI . 32
C.1 Introduction . 32
C.2 RM-ODP viewpoints in relation with SDI . 32
Annex D (informative) Abstraction of the real world in geographic information . 35
D.1 Introduction . 35
D.2 Conceptual modelling . 35
D.3 Uses of ontologies to support interoperability of geographic information . 38
D.4 Model integration . 39
Annex E (informative) Overview of the ISO geographic information standards. 40
E.1 Introduction . 40
E.2 Meta-meta:Semantic . 44
E.3 Meta:Semantic . 45
E.4 Application:Semantic . 49
E.5 Instance:Semantic . 50
E.6 Meta-meta:Syntactic . 51
E.7 Meta:Syntactic . 51
E.8 Application:Syntactic . 52
E.9 Instance:Syntactic . 53
E.10 Meta-meta:Service . 54
E.11 Meta:Service . 55
E.12 Application:Service . 56
E.13 Instance:Service . 57
E.14 Meta-meta:Procedural . 57
iv © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/DIS 19101-1
E.15 Meta:Procedural . 57
E.16 Application:Procedural . 58
Annex F (informative) Conceptual Schema Modelling Facility: a summary . 59
Bibliography . 61
© ISO 2012 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/DIS 19101-1
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 19101-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 19101:2002).
ISO 19101 consists of the following parts, under the general title Geographic information — Reference model:
Part 1: Fundamentals
Part 2: Imagery
vi © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO/DIS 19101-1
Introduction
Beyond the needs within traditional applications of digital geographic information, users of information
technology recognize that indexing by location is fundamental in the organization and the use of digital data.
Nowadays, digital data from multiple sources of a wide variety are being referenced to locations and used in
various applications. Such data are now extensively distributed and shared over the Web. In fact, the Web is
an important source of knowledge in which geographic information plays a significant role. Standardization in
the field of geographic information is therefore imperative to support and simplify the sharing and usage of
geographic information of different sources, i.e. interoperability.
Standardization in geographic information is a complex task that addresses multiple aspects encompassing
the definition of interoperability of geographic information, fundamental data types such as for spatial and
temporal information, modelling rules, the semantics of real world phenomena, metadata, services, etc. As
such, a reference model is required in order to achieve this task in an integrated and consistent manner. A
reference model in geographic information consists of a comprehensive view providing an abstract description
of the elements that may compose the field of geographic information and their interrelations. One of the
primary goals of this reference model is to define and describe interoperability of geographic information
addressing system, syntactic, structural, and semantic levels. The definition of interoperability of geographic
information will then serve as the underpinning for standardization in geographic information. It contributes to:
increase the understanding and usage of geographic information;
increase the availability, access, integration and sharing of geographic information;
promote the efficient, effective and economic use of digital geographic information and associated
hardware and software systems;
enable a unified approach to addressing global ecological and humanitarian problems.
This International Standard defines the ISO reference model dealing with geographic information. This
reference model provides a guide to structuring geographic information standards in a way that it will enable
the universal usage of digital geographic information. It sets out the fundamentals for standardization in
geographic information including description, management, and services, and how they are interrelated to
support interoperability within the geographic information realm and beyond to ensure interoperability with
other information communities. As such, this standard develops a vision for the standardization in geographic
information from which it would be possible to integrate geographic information with other types of information
and conversely.
The reference model is organized in five parts. The first part (Clause 5) describes interoperability in the
context of geographic information from a communication and an e-government perspective. The second part
(Clause 6) identifies the foundations of the reference model and sets the scope, (requirements) for the ISO
geographic information standardization activities. The third part (Clause 7) identifies the requirement for the
abstraction of the real world. The reference model for ISO standardization in geographic information is
specified in the fourth part (Clause 8) along with its specific requirements. Finally, profiles related to ISO
geographic information standards are introduced in the fifth part (Clause 9).
This International Standard is the first part of the reference model. Additional parts may be developed to
address concerns, elements, and structures in distinct areas. As such, the Part 2 of the reference model
addresses specific aspects on imagery.
To achieve these goals, standardization of geographic information in the ISO geographic information
standards is based on the integration of the concepts of geographic information with those of information
technology. The development of standards for geographic information must consider the adoption or
© ISO 2012 – All rights reserved vii
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ISO/DIS 19101-1
adaptation of generic information technology standards whenever possible. It is only when this cannot be
done that the development of geographic information standards becomes required.
This International Standard identifies a generic approach to structuring the ISO geographic information
standards. This reference model uses concepts from the Open Distributed Processing – Reference Model
(RM ODP) described in ISO/IEC 10746-1 [17] and other relevant ISO standards and technical reports. This
International Standard does not prescribe any specific products or techniques for implementing geographic
information systems.
This International Standard is intended to be used by information system analysts, program planners and
developers of geographic information standards that are related to ISO geographic information standards, as
well as others in order to understand the basic principles of this series of standards and the overall
requirements for standardization of geographic information.
This edition of the reference model differs from its previous edition by having a specific focus on the semantic
aspects related to interoperability of geographic information by the way of ontologies and knowledge. As such,
the definition of interoperability has been revisited in the context of communication. Three foundations for
interoperability of geographic information are identified. Based on these foundations and the usual four levels
of abstraction, a new conceptual framework is introduced to support the organization of the reference model.
The architectural aspect of the previous reference model has been removed in this reference model and will
be addressed more specifically in a revision of ISO 19119:2005, Geographic information – Services. This
version of the reference model has no backward compatibility impact on the ISO geographic information suite
of standards.
viii © ISO 2012 – All rights reserved
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 19101-1
Geographic information — Reference model —
Part 1:
Fundamentals
1 Scope
This International Standard defines the reference model for standardization in the field of geographic
information. This reference model describes the notion of interoperability and sets forth the fundamentals by
which this standardization takes place.
The description of the reference model is supported by a conceptual framework. The conceptual framework is
a mechanism to structure the scope of the standardization activity in geographic information according to the
interoperability description. It identifies the various facets of standardization and the relationships that exist
between them.
This reference model settles the role of semantics, how the new technologies such as the Web and many
emerging ways of accessing it, and how the Semantic Web can support interoperability in the field of
geographic information. It also provides an umbrella under which additional specific reference models on
particular facets of geographic information standardization would be required.
Although structured in the context of information technology and information technology standards, this
International Standard is independent of any application development method or technology implementation
approach.
2 Conformance
General conformance and testing requirements for the ISO geographic information standards are described in
ISO 19105.
Any standards and profiles claiming conformance to this International Standard shall satisfy all the
requirements described in the abstract test suites in Annex A.
Additional specific conformance requirements are described in individual ISO geographic information
standards.
3 Normative reference
This International Standard does not prescribe any normative reference. Specific normative references will be
identified as part of each standard developed under this reference model.
4 Terms, definitions and abbreviations
4.1 Terms and definitions
4.1.1
application
manipulation and processing of data in support of user requirements
© ISO 2012 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/DIS 19101-1
4.1.2
application schema
conceptual schema (4.1.6) for data required by one or more applications (4.1.1)
4.1.3
base standard
ISO geographic information (4.1.18) standard or other information technology standard that is used as a
source from which a profile (4.1.25) may be constructed
[ISO 19106:2004, 4.2]
4.1.4
conceptual formalism
set of modelling concepts used to describe a conceptual model (4.1.5)
EXAMPLES UML meta model, EXPRESS meta model.
NOTE One conceptual formalism can be expressed in several conceptual schema languages (4.1.7).
4.1.5
conceptual model
mod
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19101-1
Première édition
2014-11-15
Information géographique — Modèle
de référence —
Partie 1:
Principes de base
Geographic information — Reference model —
Part 1: Fundamentals
Numéro de référence
ISO 19101-1:2014(F)
©
ISO 2014
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ISO 19101-1:2014(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au 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 copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 19101-1:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Conformité . 1
3 Références normatives . 1
4 Termes, définitions et abréviations . 1
4.1 Termes et définitions . 1
4.2 Abréviations . 6
5 Interopérabilité . 8
5.1 Interopérabilité de l’information géographique . 8
5.2 Interopérabilité de l’information géographique dans une administration en ligne .12
6 Fondements de l’interopérabilité et domaine d’application pour le modèle de référence 12
6.1 Fondements .12
6.2 Domaine d’application dans les normes ISO de l’information géographique .13
7 Abstraction du monde réel .14
7.1 Généralités .14
7.2 Formalisme conceptuel .14
7.3 Langages des ontologies .14
8 Le modèle de référence de l’information géographique de l’ISO .14
8.1 Généralités .14
8.2 Cadre conceptuel du modèle de référence .16
8.3 Modèle de référence .
fondement sémantique .18
8.4 Modèle de référence .
fondement syntaxique .19
8.5 Modèle de référence .
fondement relatif aux services .20
8.6 Modèle de référence .
normes procédurales .21
8.7 Utilisations du modèle de référence .22
9 Profils .22
9.1 Introduction aux profils .22
9.2 Utilisation des profils .22
9.3 Relation entre les profils et les normes de base .22
Annexe A (normative) Suite de tests abstraits .23
Annexe B (informative) Couches d’interopérabilité .28
Annexe C (informative) Interopérabilité de l’information géographique dans une
administration en ligne .31
Annexe D (informative) Normes fondatrices concernant l’infrastructure SDI .35
Annexe E (informative) Représentation abstraite du monde réel dans
l’information géographique .39
Annexe F (informative) Aperçu des normes ISO de l’information géographique .44
Annexe G (informative) Fonction de modélisation de schéma conceptuel: résumé .48
Bibliographie .50
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 19101-1:2014(F)
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 (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
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. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 211, Information
géographique/Géomatique.
Cette première édition de l’ISO 19101-1, conjointement avec l’ISO/TS 19101-2:2008, annule et remplace
l’ISO 19101:2002.
L’ISO 19101 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Information géographique —
Modèle de référence:
— Partie 1: Principes de base
— Partie 2: Imagerie [Spécification technique]
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 19101-1:2014(F)
Introduction
Au-delà des besoins des applications classiques de l’information géographique numérique, les utilisateurs
des technologies de l’information reconnaissent que l’indexation par la localisation est fondamentale
dans l’organisation et l’utilisation de données numériques. De nos jours, les données numériques issues
de nombreuses sources très diverses sont rapportées à des localisations et sont utilisées dans diverses
applications. De telles données sont à présent largement réparties et partagées sur l’ensemble du Web. En
réalité, le Web est une source importante de connaissances dans laquelle les informations géographiques
jouent un rôle significatif. La normalisation dans le domaine de l’information géographique est par
conséquent impérative pour soutenir et simplifier le partage et l’utilisation de l’information géographique
provenant de différentes sources, en d’autres termes l’interopérabilité.
La normalisation de l’information géographique est une tâche complexe qui traite de nombreux aspects
englobant la définition de l’interopérabilité de l’information géographique, les types de données
fondamentaux pour les informations spatiales et temporelles, les règles de modélisation, la sémantique
des phénomènes du monde réel, les métadonnées, les services, etc. À ce titre, un modèle de référence
est requis de manière à réaliser cette tâche de manière intégrée et homogène. Un modèle de référence
de l’information géographique consiste en une vue exhaustive fournissant une description abstraite
des éléments qui pourraient composer le champ de l’information géographique ainsi que de leurs
interrelations. Ce modèle de référence vise en premier lieu à définir et à décrire l’interopérabilité de
l’information géographique en traitant des niveaux système, syntaxique, structurel et sémantique. La
définition de l’interopérabilité de l’information géographique servira ensuite à étayer la normalisation
de l’information géographique. Elle contribue à:
— accroître la compréhension et l’utilisation de l’information géographique,
— accroître la disponibilité, l’accès, l’intégration et le partage de l’information géographique,
— promouvoir l’utilisation efficace et économique de l’information géographique numérique et des
systèmes matériels et logiciels associés, et
— permettre une approche unifiée pour traiter les problèmes écologiques et humanitaires mondiaux.
La présente partie de l’ISO 19101 définit le modèle de référence ISO traitant de l’information géographique.
Ce modèle de référence offre une ligne directrice à la structuration des normes de l’information
géographique d’une façon qui permettra d’utiliser l’information géographique numérique de manière
universelle. Elle pose les principes de base de la normalisation de l’information géographique comprenant
la description, la gestion et les services, ainsi que la manière dont ces éléments sont reliés entre eux pour
prendre en charge l’interopérabilité au sein du domaine de l’information géographique et au-delà pour
garantir l’interopérabilité avec d’autres communautés d’informations. À ce titre, la présente partie de
l’ISO 19101 développe une vision de la normalisation de l’information géographique à partir de laquelle
il serait possible d’intégrer l’information géographique à d’autres types d’informations et inversement.
La description du modèle de référence s’appuie sur un cadre conceptuel. Le cadre conceptuel est un
mécanisme permettant de structurer le domaine d’application de l’activité de normalisation de
l’information géographique conformément à la description de l’interopérabilité. Il identifie les diverses
facettes de la normalisation et les relations qui existent entre elles.
Ce modèle de référence détermine le rôle de la sémantique, la manière d’y accéder par le biais des nouvelles
technologies telles que le Web et de nombreux autres moyens émergents, et la manière dont le Web
sémantique peut prendre en charge l’interopérabilité dans le domaine de l’information géographique. Il
fournit également un cadre général dans lequel des modèles de référence particuliers supplémentaires
portant sur des facettes particulières de la normalisation de l’information géographique seraient requis.
Le modèle de référence est organisé en cinq parties. L’Article 5 décrit l’interopérabilité dans le contexte
de l’information géographique d’un point de vue communication et administration en ligne. L’Article 6
identifie les bases du modèle de référence et établit le domaine d’application (exigences) concernant
les activités de normalisation de l’information géographique ISO. L’Article 7 identifie l’exigence relative
à l’abstraction du monde réel. Le modèle de référence pour la normalisation ISO de l’information
© ISO 2014 – Tous droits réservés v
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ISO 19101-1:2014(F)
géographique est spécifié dans l’Article 8 ainsi que ses exigences particulières. Enfin, les profils associés
aux normes ISO de l’information géographique sont introduits dans l’Article 9.
La présente partie de l’ISO 19101 constitue la première partie du modèle de référence. Des parties
supplémentaires peuvent être spécifiées pour traiter des sujets, des éléments et des structures dans
des zones distinctes. À ce titre, la partie 2 du modèle de référence traite des aspects spécifiques
concernant l’imagerie.
Pour atteindre ces objectifs, la normalisation de l’information géographique dans les normes ISO de
l’information géographique est basée sur l’intégration des concepts de l’information géographique à
ceux des technologies de l’information. Lors de l’élaboration des normes de l’information géographique,
l’adoption ou l’adaptation des normes génériques relatives aux technologies de l’information doit être
envisagée à chaque fois que cela est possible. Ce n’est que lorsque c’est impossible que l’élaboration de
normes de l’information géographique devient nécessaire.
La présente partie de l’ISO 19101 identifie une approche générique de la structuration des normes ISO
de l’information géographique. Ce modèle de référence utilise les concepts issus du modèle de référence
pour le traitement réparti ouvert (RM-ODP, Reference Model for Open Distributed Processing) décrit
[17]
dans l’ISO/IEC 10746-1 et d’autres Normes internationales et Rapports techniques appropriés. La
présente partie de l’ISO 19101 ne prescrit pas de produits ou de techniques spécifiques pour la mise en
œuvre des systèmes d’information géographique.
La présente partie de l’ISO 19101 est destinée à être utilisée par les analystes de systèmes d’information,
les planificateurs de programmes et les développeurs de normes de l’information géographique qui sont
associées aux normes ISO de l’information géographique et à d’autres normes, de manière à comprendre
les principes de base de la présente série de normes et les exigences globales concernant la normalisation
de l’information géographique.
Cette édition du modèle de référence diffère de son édition précédente par l’intérêt qu’elle porte
aux aspects de la sémantique associés à l’interopérabilité de l’information géographique par le biais
d’ontologies et de connaissances. À ce titre, la définition de l’interopérabilité a été revisitée dans le
contexte de la communication. Trois fondements pour l’interopérabilité de l’information géographique
sont identifiés. Sur la base de ces fondements et des quatre niveaux habituels d’abstraction, un nouveau
cadre conceptuel est introduit pour prendre en charge l’organisation du modèle de référence. L’aspect
architectural du modèle de référence précédent a été éliminé dans ce modèle de référence et sera traité
plus particulièrement dans une révision de l’ISO 19119:2005. La présente version du modèle de référence
ne présente aucun impact de rétro compatibilité sur l’ensemble des normes ISO de l’information
géographique.
vi © ISO 2014 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 19101-1:2014(F)
Information géographique — Modèle de référence —
Partie 1:
Principes de base
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 19101 définit le modèle de référence pour la normalisation dans le domaine
de l’information géographique. Ce modèle de référence décrit la notion d’interopérabilité et établit les
principes de base sur lesquels s’appuiera la normalisation.
Bien que la présente partie de l’ISO 19101 soit définie dans le contexte des technologies de l’information
et des normes s’y rapportant, elle ne dépend d’aucune méthode de développement d’applications, ni
d’aucune approche de mise en œuvre de technologie.
2 Conformité
Les exigences générales en termes de conformité et de test concernant les normes ISO de l’information
géographique sont décrites dans l’ISO 19105.
Toutes les normes et tous les profils revendiquant une conformité à la présente partie de l’ISO 19101
doivent satisfaire à toutes les exigences décrites dans les suites de tests abstraits présentes à l’Annexe A.
Les exigences de conformité particulières supplémentaires sont décrites dans les normes ISO de
l’information géographique individuelles.
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).
Non applicable.
4 Termes, définitions et abréviations
4.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
4.1.1
application
manipulation et traitement de données supportant des besoins d’utilisateurs
4.1.2
schéma d’application
schéma conceptuel (4.1.6) de données requis pour une ou plusieurs applications (4.1.1)
© ISO 2014 – Tous droits réservés 1
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ISO 19101-1:2014(F)
4.1.3
norme de base
norme d’information géographique (4.1.18) ISO ou autre norme de technologie de l’information publiée
comme une source et à partir de laquelle un profil (4.1.27) pourrait être construit
[SOURCE: ISO 19106:2004, 4.2]
4.1.4
formalisme conceptuel
ensemble de concepts de modélisation utilisés pour décrire un modèle conceptuel (4.1.5)
EXEMPLE 1 Méta-modèle UML.
[21]
EXEMPLE 2 Méta-modèle EXPRESS .
Note 1 à l’article: Un formalisme conceptuel peut être exprimé dans plusieurs langages de schéma conceptuel (4.1.7).
4.1.5
modèle conceptuel
modèle définissant les concepts d’un univers du discours (4.1.38)
4.1.6
schéma conceptuel
description formelle d’un modèle conceptuel (4.1.5)
4.1.7
langage de schéma conceptuel
langage formel basé sur un formalisme conceptuel (4.1.4) destiné à représenter des schémas conceptuels (4.1.6)
EXEMPLE 1 UML.
EXEMPLE 2 EXPRESS.
EXEMPLE 3 IDEF1X.
Note 1 à l’article: Un langage de schéma conceptuel peut se présenter sous une forme lexicale ou graphique.
Plusieurs langages de schéma conceptuel peuvent être basés sur le même formalisme conceptuel.
4.1.8
couverture
entité (4.1.11) qui agit comme une fonction en assignant des valeurs à partir de sa plage à toute position
directe dans son domaine spatial, temporel ou spatio-temporel
EXEMPLE 1 Image matricielle (4.1.30).
EXEMPLE 2 Couverture de polygones.
EXEMPLE 3 Modèle numérique d’élévation.
Note 1 à l’article: En d’autres termes, une couverture est une entité qui prend des valeurs multiples selon le type
d’attribut, où, à chaque position directe dans la représentation géométrique de l’entité, chaque attribut correspond
à une valeur unique.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.7]
4.1.9
jeu de données
collection identifiable de données
[SOURCE: ISO 19115-1:2014, 4.3]
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 19101-1:2014(F)
4.1.10
administration en ligne
interaction numérique entre une administration et des citoyens, entre une administration et des
entreprises et entre organismes administratifs
4.1.11
entité
abstraction d’un phénomène du monde réel
Note 1 à l’article: Une entité peut se présenter sous la forme d’un type ou d’une instance. Type d’entité ou instance
d’entité doit être utilisé lorsqu’il s’agit de l’un de ces deux termes.
4.1.12
attribut d’entité
caractéristique d’une entité (4.1.11)
EXEMPLE 1 Un attribut d’entité nommé «couleur» peut avoir une valeur d’attribut «vert» qui appartient au
type de données «texte».
EXEMPLE 2 Un attribut d’entité nommé «longueur» peut avoir une valeur d’attribut «82,4» qui appartient au
type de données «réel».
Note 1 à l’article: Un attribut d’entité possède un nom, un type de données et un domaine de valeur qui lui sont
associés. Un attribut d’entité pour une instance d’entité (4.1.14) comporte également une valeur d’attribut issue du
domaine de valeur.
Note 2 à l’article: Dans un catalogue d’entités (4.1.13), un attribut d’entité peut comprendre un domaine de valeur
mais ne spécifie pas les valeurs d’attributs pour les instances d’entités.
Note 3 à l’article: En langage UML, les attributs, associations et opérations sont des types de représentation et ne
sont pas fondamentaux pour le type d’une caractéristique, ni pour le type d’une entité. Une même caractéristique
d’une entité peut tout aussi bien être représentée par des attributs, que par des associations ou par des opérations.
Chaque mise en œuvre d’une caractéristique est libre d’utiliser le type de représentation le plus approprié et peut
utiliser plusieurs représentations différentes pour une seule caractéristique, si cela est requis. Par conséquent, une
association d’entités et une opération d’entité (4.1.15) sont des types différents d’attributs d’entités, la différence
entre ces deux types étant basée sur des mécanismes de persistance et d’accès, plutôt que sur la sémantique.
4.1.13
catalogue d’entités
catalogue contenant des définitions et descriptions de types d’entités (4.1.16), d’attributs d’entités (4.1.12)
et de relations d’entités présents dans un ou plusieurs jeux de données géographiques, ainsi que toute
opération d’entité (4.1.15) pouvant être appliquée à ces entités
4.1.14
instance d’entité
instance d’un type d’entité (4.1.16) donné comportant des valeurs spécifiées d’attribut d’entité (4.1.12)
4.1.15
opération d’entité
opération que chaque instance d’un type d’entité (4.1.16) peut accomplir
EXEMPLE Une opération d’entité sur un «barrage» est de rehausser le barrage. Les résultats de cette
opération sont d’augmenter la hauteur du «barrage» et le niveau de l’eau dans un «réservoir».
Note 1 à l’article: Les opérations d’entité fournissent une base pour la définition du type d’entité.
[SOURCE: ISO 19110:2005, 4.5]
4.1.16
type d’entité
classe d’entités (4.1.11) présentant des caractéristiques communes
[SOURCE: ISO 19156:2011, 4.7]
© ISO 2014 – Tous droits réservés 3
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ISO 19101-1:2014(F)
4.1.17
norme opératoire
norme existante pour l’information géographique (4.1.18), en utilisation active par une communauté
internationale de producteurs et d’utilisateurs de données
[22]
EXEMPLE 1 GDF .
[15]
EXEMPLE 2 S-57 .
[6]
EXEMPLE 3 DIGEST .
4.1.18
information géographique
information concernant un phénomène implicitement ou explicitement associé à une localisation
relative à la Terre
4.1.19
service d’information géographique
service (4.1.36) transformant, gérant ou présentant des informations géographiques (4.1.18) aux utilisateurs
4.1.20
système d’information géographique
système d’information (4.1.23) traitant des informations concernant des phénomènes associés à une
localisation relative à la Terre
4.1.21
langage graphique
langage dont la syntaxe est exprimée en termes de symboles graphiques
4.1.22
grille
réseau composé de deux ensembles de courbes (ou plus) dans lequel les composants de chaque ensemble
coupent les composants des autres ensembles de manière algorithmique
Note 1 à l’article: Les courbes fractionnent un espace en cellules.
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.23]
4.1.23
système d’information
système de traitement de l’information accompagné des ressources organisationnelles associées telles
que les ressources humaines, techniques et financières et qui fournit et répartit l’information
[SOURCE: ISO/IEC 2382-1:1993, 01.01.22]
4.1.24
langage lexical
langage dont la syntaxe est exprimée en termes de symboles définis comme des chaînes de caractères
4.1.25
module
ensemble prédéfini d’éléments d’une norme de base qui peuvent être utilisés pour créer un profil
[SOURCE: ISO/TR 19120:2001, 3.3]
4.1.26
ontologie
représentation formelle de phénomènes d’un univers du discours (4.1.38) avec un vocabulaire sous-jacent
comprenant des définitions et des axiomes qui explicitent la signification voulue et décrivent les
phénomènes ainsi que leurs interrelations
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 19101-1:2014(F)
4.1.27
profil
ensemble d’une ou de plusieurs normes de base (4.1.3) ou sous-ensembles de normes de base, et le cas
échéant, l’identification des chapitres, des classes, des options et des paramètres choisis de ces normes
de base, qui sont nécessaires pour accomplir une fonction particulière
[SOURCE: ISO 19106:2004, 4.5]
4.1.28
qualité
aptitude d’un ensemble de caractéristiques intrinsèques à satisfaire des exigences
Note 1 à l’article: Le terme «qualité» peut être utilisé avec des qualificatifs tels que médiocre, bon ou excellent.
Note 2 à l’article: «Intrinsèque», par opposition à «attribué», signifie présent dans quelque chose, notamment en
tant que caractéristique permanente.
[SOURCE: ISO 9000:2005, 3.1.1]
4.1.29
schéma qualité
schéma conceptuel (4.1.6) définissant les aspects qualité (4.1.28) des données géographiques
4.1.30
matrice
tracé généralement rectangulaire de lignes de balayage parallèles correspondant à un affichage de type
tube cathodique, ou le formant
Note 1 à l’article: Une matrice est un type de grille (4.1.22).
[SOURCE: ISO 19123:2005, 4.1.30]
4.1.31
modèle de référence
cadre permettant la compréhension des relations essentielles entre entités d’un environnement donné,
ainsi que le développement de normes ou de sp
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 19101-1
ISO/TC 211 Secrétariat: SN
Début de vote Vote clos le
2012-03-08 2012-08-08
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Information géographique — Modèle de réference —
Partie 1:
Principes fondamentaux
Geographic information — Reference model —
Part 1: Fundamentals
[Révision de la première édition (ISO 19101:2002)]
ICS 35.240.70
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE
PEUT ETRE CITE COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ETRE EXAMINES POUR ETABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES A DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ETRE
CONSIDERES DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITE DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE REFERENCE DANS LA
REGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
© Organisation Internationale de Normalisation, 2012
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ISO/DIS 19101-1
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Les contrevenants pourront être poursuivis.
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 19101-1
Sommaire Page
Avant-propos . vi
Introduction . vii
1 Domaine d’application . 1
2 Conformité . 1
3 Références normatives . 1
4 Termes, définitions et abréviations . 2
4.1 Termes et définitions . 2
4.2 Abréviations . 6
5 Interopérabilité . 8
5.1 Interopérabilité de l’information géographique . 8
5.1.1 Cadre conceptuel . 8
5.1.2 Hétérogénéité dans l’information géographique . 10
5.2 Interopérabilité de l’information géographique dans une administration en ligne . 12
5.2.1 Administration en ligne . 12
5.2.2 Modèle conceptuel pour les services d’une administration en ligne . 12
5.2.3 Administration en ligne par l’intermédiaire de données liées . 14
6 Fondements de l’interopérabilité et domaine d’application pour le modèle de référence . 15
6.1 Fondements . 15
6.1.1 Introduction . 15
6.1.2 Fondement sémantique . 16
6.1.3 Fondement syntaxique . 16
6.1.4 Fondement relatif aux services . 16
6.2 Domaine d’application dans les normes ISO de l’information géographique . 17
7 Abstraction du monde réel . 17
7.1 Introduction . 17
7.2 Formalisme conceptuel . 17
7.3 Langages ontologiques . 18
7.3.1 Langage graphique . 18
7.3.2 Langage lexical . 18
8 Le modèle de référence d’information géographique ISO . 18
8.1 Introduction . 18
8.2 Cadre conceptuel du modèle de référence . 20
8.3 Modèle de référence – fondement sémantique . 21
8.3.1 Niveau Méta-méta:Sémantique . 21
8.3.2 Niveau Méta:Sémantique . 22
8.3.3 Niveau Application:Sémantique . 22
8.3.4 Niveau Instance:Sémantique . 22
8.4 Modèle de référence – fondement syntaxique . 23
8.4.1 Niveau Méta-méta:Syntaxique . 23
8.4.2 Niveau Méta:Syntaxique . 23
8.4.3 Niveau Application:Syntaxique . 23
8.4.4 Niveau Instance:Syntaxique . 23
8.5 Modèle de référence – fondement relatif aux services . 24
8.5.1 Niveau Méta-méta:Service . 24
8.5.2 Niveau Méta:Service . 24
8.5.3 Niveau Application:Service . 24
8.5.4 Niveau Instance:Service . 25
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ISO/DIS 19101-1
8.6 Modèle de référence – normes procédurales .25
8.6.1 Niveau Méta-méta:Procédural .25
8.6.2 Niveau Méta:Procédural .25
8.6.3 Niveau Application:Procédural .25
8.6.4 Niveau Instance:Procédural .25
8.7 Utilisations du modèle de référence .26
9 Profils .26
9.1 Introduction aux profils .26
9.2 Profils et normes de base .26
9.3 Concept de modularité .26
9.4 Utilisation des profils .27
9.5 Relation ente les profils et les normes de base .27
Annexe A (normative) Suite de tests abstraits .28
A.1 Domaine d’application des normes et profils ISO de l’information géographique .28
A.2 Formalisme conceptuel .28
A.3 Langage graphique d’ontologie .28
A.3.1 Diagrammes de classes et de paquetages UML .28
A.3.2 Exigences d’utilisation des langages UML et OCL .29
A.4 Langage lexical d’ontologie .29
A.4.1 Règles concernant le langage Web Ontology Language (OWL) .29
A.4.2 Ontologies en langage OWL .29
A.4.3 Coexistence de modèles UML et d’ontologies OWL .30
A.5 Modèle de référence .30
A.5.1 Normes relatives au fondement Méta-méta:Sémantique.30
A.6 Profil .31
A.6.1 Utilisation d’un profil .31
A.6.2 Relation entre les profils et les normes de base .31
Annexe B (informative) Couches d’interopérabilité .32
B.1 Introduction .32
B.2 Protocoles de réseau .32
B.3 Systèmes de fichiers .32
B.4 Appels de procédures à distance .33
B.5 Bases de données de recherche et d’accès .33
B.6 Systèmes d’information géographique .33
B.7 Interopérabilité sémantique .33
Annexe C (informative) Normes fondatrices concernant l’infrastructure SDI .35
C.1 Introduction .35
C.2 Points de vue du modèle RM-ODP par rapport à une infrastructure SDI .35
Annexe D (informative) Représentation abstraite du monde réel dans l’information géographique .39
D.1 Introduction .39
D.2 Modélisation conceptuelle .39
D.3 Utilisations d’ontologies pour mettre en œuvre une interopérabilité de l’information
géographique .43
D.4 Intégration de modèle .43
Annexe E (informative) Aperçu des normes ISO de l’information géographique .44
E.1 Introduction .44
E.2 Méta-méta:Sémantique .48
E.3 Méta:Sémantique .49
E.4 Application:Sémantique .54
E.5 Instance:Sémantique .55
E.6 Méta-méta:Syntaxique .55
E.7 Méta:Syntaxique .56
E.8 Application:Syntaxique .57
E.9 Instance:Syntaxique .58
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 19101-1
E.10 Méta-méta:Service . 59
E.11 Méta:Service . 60
E.12 Application:Service . 61
E.13 Instance:Service . 62
E.14 Méta-méta:Procédural . 62
E.15 Méta:Procédural . 62
E.16 Application:Procédural . 63
Annexe F (informative) Fonction de modélisation de schéma conceptuel : résumé . 64
Bibliographie . 66
© ISO 2012 – Tous droits réservés v
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ISO/DIS 19101-1
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 19101-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 211, Information géographique/Géomatique.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 19101:2002).
L’ISO 19101 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Information géographique —
Modèle de référence :
⎯ Partie 1 : Principes de base
⎯ Partie 2 : Imagerie
vi © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 19101-1
Introduction
Au-delà des besoins des applications classiques de l’information géographique numérique, les utilisateurs des
technologies de l’information reconnaissent que l’indexation par la localisation est fondamentale dans
l’organisation et l’utilisation de données numériques. De nos jours, les données numériques issues de
nombreuses sources très diverses sont rapportées à des localisations et sont utilisées dans diverses
applications. De telles données sont à présent largement réparties et partagées sur l’ensemble du réseau
Web. En réalité, le réseau Web est une source importante de connaissances dans laquelle les informations
géographiques jouent un rôle significatif. La normalisation dans le domaine de l’information géographique est
par conséquent impérative pour soutenir et simplifier le partage et l’utilisation de l’information géographique
provenant de différentes sources, en d’autres termes l’interopérabilité.
La normalisation de l’information géographique est une tâche complexe qui traite de nombreux aspects
englobant la définition de l’interopérabilité de l’information géographique, les types de données fondamentaux
pour les informations spatiales et temporelles, les règles de modélisation, la sémantique des phénomènes du
monde réel, les métadonnées, les services, etc. A ce titre, un modèle de référence est requis de manière à
réaliser cette tâche de manière intégrée et homogène. Un modèle de référence de l’information géographique
consiste en une vue exhaustive fournissant une description abstraite des éléments qui peuvent composer le
champ de l’information géographique ainsi que leurs interrelations. Ce modèle de référence vise en premier
lieu à définir et à décrire l’interopérabilité d’un système de traitement de l’information géographique en traitant
des niveaux syntaxique, structurel et sémantique. La définition d’une interopérabilité de l’information
géographique servira alors à étayer la normalisation de l’information géographique. Elle contribue à :
⎯ accroître la compréhension et l’utilisation de l’information géographique,
⎯ accroître la disponibilité, l’accès, l’intégration et le partage de l’information géographique,
⎯ promouvoir l’utilisation efficace et économique de l’information géographique numérique et les systèmes
matériels et logiciels associés,
⎯ permettre une approche unifiée pour traiter les problèmes écologiques et humanitaires mondiaux.
La présente Norme internationale définit le modèle de référence ISO traitant de l’information géographique.
Ce modèle de référence offre une ligne directrice à la structuration des normes de l’information géographique
ce qui permettra d’utiliser l’information géographique numérique de manière universelle. Elle pose les
principes de base de la normalisation de l’information géographique comprenant la description, la gestion et
les services, ainsi que la manière dont ces éléments sont reliés mutuellement pour prendre en charge une
interopérabilité au sein du domaine de l’information géographique et au-delà pour garantir une interopérabilité
avec d’autres communautés d’informations. A ce titre, la présente Norme développe une vision de la
normalisation de l’information géographique à partir de laquelle il serait possible d’intégrer l’information
géographique à d’autres types d’informations et inversement.
Le modèle de référence est organisé en cinq parties. La première partie (Article 5) décrit l’interopérabilité dans
le contexte de l’information géographique d’un point de vue communication et administration en ligne. La
deuxième partie (Article 6) identifie les bases du modèle de référence et établit le domaine d’application (les
exigences) concernant les activités de normalisation de l’information géographique ISO. La troisième partie
(Article 7) identifie l’exigence relative à l’abstraction du monde réel. Le modèle de référence pour la
normalisation ISO de l’information géographique est spécifié dans la quatrième partie (Article 8) ainsi que ses
exigences particulières. Enfin, les profils associés aux normes ISO de l’information géographique sont
introduits dans la cinquième partie (Article 9).
© ISO 2012 – Tous droits réservés vii
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ISO/DIS 19101-1
La présente Norme internationale constitue la première partie du modèle de référence. Des parties
supplémentaires peuvent être spécifiées pour traiter des sujets, des éléments et des structures dans des
zones distinctes. A ce titre, la partie 2 du modèle de référence traite des aspects spécifiques concernant
l’imagerie.
Pour atteindre ces objectifs, la normalisation de l’information géographique dans les normes ISO de
l’information géographique est basée sur l’intégration des concepts de l’information géographique à ceux des
technologies de l’information. Lors de l’élaboration des normes de l’information géographique, l’adoption ou
l’adaptation des normes génériques relatives aux technologies de l’information doit être prise en compte à
chaque fois que cela est possible. Ceci ne se présente que lorsque le développement des normes de
l’information géographique devient nécessaire.
La présente Norme internationale identifie une approche générique de la structuration des normes ISO de
l’information géographique. Ce modèle de référence utilise les concepts issus du modèle de référence pour le
traitement réparti ouvert (RM-ODP, Reference Model for Open Distributed Processing) décrit dans
l’ISO/CEI 10746-1 [17] et d’autres normes et rapports techniques ISO appropriés. La présente Norme
internationale ne prescrit pas de produits ou de techniques spécifiques pour la mise en œuvre des systèmes
d’information géographique.
La présente Norme internationale est destinée à être utilisée par les analystes des systèmes d’informations,
les planificateurs de programmes et les développeurs de normes de l’information géographique qui sont
associées aux normes ISO de l’information géographique et à d’autres normes, de manière à comprendre les
principes de base de la présente série de normes et les exigences globales concernant la normalisation de
l’information géographique.
Cette édition du modèle de référence diffère de son édition précédente par l’intérêt qu’elle porte aux aspects
de la sémantique associés à l’interopérabilité de l’information géographique par le biais d’ontologies et de
connaissances. A ce titre, la définition de l’interopérabilité a été revisitée dans le contexte de la
communication. Trois fondements pour l’interopérabilité de l’information géographique sont identifiés. Sur la
base de ces fondements et des quatre niveaux habituels d’abstraction, un nouveau cadre conceptuel est
introduit pour prendre en charge l’organisation du modèle de référence. L’aspect architectural du modèle de
référence précédent a été éliminé dans ce modèle de référence et sera traité plus particulièrement dans une
révision de l’ISO 19119:2005, Information géographique – Services. La présente version du modèle de
référence ne présente aucun impact de rétro compatibilité sur l’ensemble des normes ISO de l’information
géographique.
viii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 19101-1
Information géographique — Modèle de référence — Partie 1:
Principes de base
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale définit le modèle de référence pour la normalisation dans le domaine de
l’information géographique. Ce modèle de référence décrit la notion d’interopérabilité et établit les principes de
base sur lesquels s’appuiera la normalisation.
La description du modèle de référence s’appuie sur un cadre conceptuel. Le cadre conceptuel est un
mécanisme permettant de structurer le domaine d’application de l’activité de normalisation de l’information
géographique conformément à la description de l’interopérabilité. Il identifie les diverses facettes de la
normalisation et les relations qui existent entre elles.
Ce modèle de référence détermine le rôle de la sémantique, la manière d’y accéder par le biais des nouvelles
technologies telles que le réseau Web et de nombreux autres moyens émergents, et la manière dont le
réseau Web sémantique peut prendre en charge l’interopérabilité dans le domaine de l’information
géographique. Il fournit également un cadre général dans lequel des modèles de référence particuliers
supplémentaires portant sur des facettes particulières de la normalisation de l’information géographique
seraient requis.
Même si la présente Norme internationale est structurée dans le contexte des technologies de l’information et
des normes s’y rapportant, elle ne dépend d’aucune méthode de développement d’applications, ni d’aucune
approche de
...
Questions, Comments and Discussion
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