Inspire-tietotuotteet Miten paikkatietoa mallinnetaan ja paketoidaan uudelleenkäytettävästi? YYT-C3001 - Ympäristötiedon hallinta 1.10.2015 Ilkka Rinne, Spatineo Oy Spatineo Linnankoskenkatu 16 A 17 FI-00250 Helsinki +358 20 703 2210
Luennoitsija: Ilkka Rinne Perustaja & CTO, Spatineo Oy Käyttöliittymäsuunnittelija, järjestelmäarkkitehti, OGC- ja Inspire-asiantuntija. Aktiivinen jäsen EU:n Inspiretyöryhmissä, Inspire-toteutukseen liittyviä toimeksiantoja Euroopan komissiolle. Spatineo on startup-yritys, joka tekee pilvipohjaisia webbityökaluja paikkatietopalvelujen laadunvarmistukseen ja analysointiin.
Paikkatietotuote (Spatial Data Product) Yhtenäinen ja järjestelmällisesti kuvattu paketti paikkatietoa. Määritelty tietotuoteselosteen avulla, rakenne standardoitu: ISO 19131 Suunniteltu tietyssä käyttötapausjoukossa tarvittavan tai tietyn teeman mukaisen paikkatietoaineiston mallintamiseen ja jakeluun. Tarkoitettu jaeltavaksi kokonaisuutena tai sen sisällön perusteella tiettyyn käyttötarkoitukseen rajattuna.
Inspire-tietotuotteet Harmonisoitujen, yhteiskäyttöisten Inspiretietoaineistojen rakenteen, sisällön ja esitystavan määrittelyjä. Inspire-latauspalvelujen tarjoaman datan tietomallit. Kullekin 34 Inspire-paikkatietoryhmälle yleensä omat tietotuotteet. Tarjolla aina vähintään GML-muotoon koodattuna.
Inspire-aineistojen jaottelu: liitteet ja ryhmät Ryhmien jako direktiivin liitteittäin (Annex I, II ja III) johtuu lainsäädäntöaikatauluista: liittessä I määriteltyjen ainestojen osalta toteutuksen määräajat tulevat ensin vastaan, koska laki on hyväksytty aiemmin. Liitteen I ryhmissä on myös paljon aineistoja, joiden tietomalleja on ollut ajatuksena uudelleenkäyttää myöhemmin määriteltävissä tietotuotteissa (mm. koordinaatistot ja paikannimet). Aineistoryhmiä sanotaan myös teemoiksi (theme).
Liite I Inspire-aineistoryhmät http://inspire.ec.europa.eu/index.cfm/pageid/2/list/7 Liite III Liite II
Inspire-tietotuoteseloste (Data Specification) Tekninen ohje tietyn Inspire-teeman tietotuotteiden laatimiseksi. Pohjautuu Inspire-direktiivin lakitekstin (ns. toimeenpanosäännöt) asettamiin vaatimuksiin. Yhteinen tietomalli sekä pakolliset vaatimukset ja suositukset yleiseurooppalaisten tietotuotteiden yhteiskäyttöisyyden takaamiseksi. Methodology for the development of data specifications: http://inspire.ec.europa.eu/reports/implementingrules/dataspecifications/d2.6_v3.0.pdf
Inspire-tietotuoteselosteen lukuohje Executive Summary 1. Scope 7. Data quality 8. Dataset-level metadata 2. Overview 10. Delivery 5. Data content and structure 6. Reference systems 11. Portrayal Abstract Test Suite Use cases
Miten tietotuoteseloste laaditaan? Lähtökohtana keskeisten käyttötapausten ja niissä tarpeellisten käsitteiden määrittely (käsiteanalyysi). Parhaiten syntyy tiedon tuottajien ja käyttäjien yhteistyöllä, todelliseen tarpeeseen perustuen. Lopputuloksena määrämuotoinen dokumentti, tietomalli (sovellusskeema) ja hyvin määritelty koodaustapa. JHS 177: Paikkatietotuotteen määrittely (http://docs.jhs-suositukset.fi/jhs-suositukset/jhs177/jhs177.html)
Tiedon mallintaminen
Paikkatietokohde (Feature) Paikkatiedon peruselementti. On (käsite)malli jostain tosielämän kohteesta, jolla on sijainti. Sisältää sijainnin (geometrian) lisäksi joukon muita ko. kohdetta kuvaavia ominaisuuksia. Käsitteenä kohteella voi olla erilaisia suhteita muihin kohteisiin tai sijainnittomiin käsitteisiin.
Esimerkki: Joki Tosielämän käsite: Joki virtaa verkkaisesti läpi kaupungin. Ensin on valittava mallinnuksen näkökulma: Kulkuväylä, virkistysalue, tulvavaarallinen alue, maisema, hankala rakennusympäristö, este maaliikenteelle,... Sovellusalueen käyttötapaukset määrittävän käsitemallinnuksen näkökulman Valitaan tässä esimerkissä vaikka kulkuväylänäkökulma.
Kohde ja sen ominaisuudet Kulkuväylänä olennaisia joen ominaisuuksia: Leveys, syvyys, virtauksen voimakkuus ja suunta ja mutkien jyrkkyys. Toisaalta hyvin olennaista on myös se, mihin sitä pitkin pääsee, eli mistä joki saa alkunsa, minkä paikkojen kautta joki kulkee, missä se risteää toisten jokien kanssa ja missä se laskee mereen tai järveen. Kulkuväylänäkökulmasta ei välttämättä olennaista esim. veden sameus.
Sijaintiominaisuus Sijaintiominaisuus (geometria) tekee tiedosta paikkatiedon. Sijaintiominaisuuksien tyypit voidaan karkeasti jakaa kolmeen ryhmään: pistemäiset, viivamaiset ja aluemaiset sijainnit. Kohteen sijaintiominaisuuden tyyppi määrittyy käyttötarkoituksen mukaan: Esim. järven geometria on yleensä alue, sillä on merkitystä tietää onko jokin toinen kohde järvessä (sisällä) vai rannalla (ulkopuolella). Joen sijainti voi olla viivamainen (leveys riittävän sama koko matkalla) tai aluemainen (leveys vaihtelee suuresti). Viiva on helpompi ilmaista.
Kohteiden yhteydet Mallinnetaan kohdeluokkien välisinä ns. suhteina Joen varrella voi sijaita esimerkiksi satama tai laituri. Satama on oma kohteensa, jolla on sijainti, yhteys vesialueeseen ja muita ominaisuuksia. Kohdeluokkien suhteille määritellään yleensä nimi ja moninaisuus, joka kertoo moneenko kohteeseen yksi kohde voi suhdeominaisuuden kautta liittyä. Sataman yhteys jokeen voisi olla nimeltään vesiyhteys ja toisaalta joen yhteys satamaan voisi olla lastauspaikka.
Kohteiden periyttäminen Kun reaalimaailman kohteilla on samankaltaisia ominaisuuksia, ne voidaan mallintaa luokkakaaviotekniikassa hierarkisesti peritymissuhteina.
Inspire: WatercourseLink (Hydro - Network) http://inspire.ec.europa.eu/documents/data_specifications/ INSPIRE_DataSpecification_HY_v3.1.pdf
Hydro - Network UML-malli
Sovellusskeema (Application Schema) Paikkatietokohteiden ja niiden välisten suhteiden rakennekuvaus. Mallinnetaan graafisesti UML-luokkakaaviotekniikalla perustuen ISO 19109-standardiin sisältyvään yleiseen käsitemalliin (General Feature Model, GFM) Tavoitteena aineistokohtainen tietomalli, joka sisältää valittujen käyttötapausten kannalta olellisen osajoukon tosielämän paikkatietokohteiden ominaisuuksista. Inspire-skeemojen pohjana INSPIRE Generic Conceptual Model (GCM), ks. http://inspire.ec.europa.eu/documents/ Data_Specifications/D2.5_v3_3.pdf
Kohdeluettelo (Feature Catalog) Vaihtoehtoinen, usein täydentävä esitys sovellusskeeman sisältämistä kohteista ja muista käsiteistä, kuten koodilistoista. Esitetään taulukko- tai tekstimuodossa, ei vaadi UML-kielen osaamista. Yksittäisten ominaisuuksien ja niiden rajoitteiden selvittäminen on usein nopeampaa kohdeluettelon avulla, mikäli kohteen nimi on tiedossa.
Paikkatietotuotteiden jakelu Sovellusskeeman UML-malli ei sovellu tiedonsiirtoformaatiksi, sillä se on vain tietomalli. Tarvitaan yhteisesti sovittu tapa koodata varsinainen tieto mallin mukaiseen rakenteeseen, jotta se voidaan siirtää tietoverkossa ja käsitellä eri paikassa kuin missä se on tuotettu. Vaihtoehtoisia koodauksia samalle tietomallille voi olla useita. Olennaista on, että koodaukselle on yksiselitteiset säännöt.
Kohteiden esittäminen GML-muodossa OGC- ja ISO-standardi Geography Markup Language (GML) määrittelee Extensible Markup Language (XML) -pohjaisen kielen paikkatietokohteiden tallentamiseksi tiedonsiirtoa varten. XML puolestaan on rakenteisen tiedon yleinen, tekstipohjainen tallennustapa, joka on sekä ihmisen luettava että koneen automaattiseen käsittelyyn sopiva. GML:n avulla voidaan laatia sovellusskeeman kohdetyypeille ja niiden sijaintiominaisuuksille yksiselitteinen koodaustapa, kielioppina XML Schema. XML (ja GML) on kielenä hyvin jaaritteleva, tiedostoista tulee helposti hyvin suurikokoisia. JHS 162: Paikkatiedon mallintaminen tiedonsiirtoa varten, liite 3: GML-mallinnus http://docs.jhs-suositukset.fi/jhs-suositukset/jhs162_liite3/jhs162_liite3.html
GML-koodattu kohde
Kohdedatan hakeminen: Inspire-latauspalvelut Paikkatietoaineiston kohteet tarjotaan löydettäviksi ja saataville rajapintapalvelujen välityksellä. Inspire-termit hakupalvelu, katselupalvelu ja latauspalvelu Latauspalvelun nimensä mukaisesti tarjoaa mahdollisuuden valittujen aineistojen lataamiseen omaan käyttöön joko valmiiksi pureskeltuina tiedostoina, tai valikoimisen mahdollistavan kyselyrajapinnan kautta.
Inspire-tiedostolataus Inspiren teknisten ohjeiden mukainen tiedostolataus toteutetaan Atom- ja OpenSearch tekniikoiden avulla. Kukin tiedosto on kuvattu metatiedoin, ja ne ladataan kokonaisina tiedostoina. Tiedostolataus on yleensä tiedontuottajalle helpompi toteuttaa kuin kyselyrajapinnallien suorasaantilataus. Usein se on myös aivan riittävä, esim. Suomen hallinnolliset alueet.
Inspire-suorasaantilataus Kun aineistoa on paljon, mutta useimmissa käyttötapauksissa siitä tarvitaan kerrallaan vain pieniä, eri kriteerein rajattuja osia, on ns. suorasaantilataus usein soveltuvampi rajapinta. Inspiressä suorasaantilataus toteutetaan nykyisten ohjeiden mukaan WFS-standardin avulla. Palvelujen palauttaman GML-vastauksen muodon määrittelee tietotuoteselosteeseen liittyvä XML Schema -muotoinen kielioppi. Selosteessa voidaan lisäksi määritellä myös muita koodauksia esim. tiedonsiirron tehokkuuden parantamiseksi.
Kohteiden graafinen esitystapa Tietotuoteselosteessa voidaan kuvata myös paikkatietokohteiden suositeltu karttavisualisointi (luku Portrayal). Inspire-tietotuotteiden kohdalla katselupalveluna avulla toteutettavan esikatselun visuaaliset tyylit määritellään ko. teeman tietotuotemäärittelyssä. Tyypillisesti kunkin kohdeluokan sisältö esitetään katselupalvelussa omana karttatasonaan.
Inspire-harmonisoidut ja kansalliset tuotteet Yleiseurooppalaisten Inspire-tietotuotteiden lisäksi eri maissa on määritelty kansallisia yhteiskäyttöisiä tietotuotteita. Voidaan laatia kunkin maan keräämään tietoaineistoon ja kansallisiin käyttötapauksiin Inspire-malleja paremmin sopiviksi. Myös kansalliset tietotuotteet on kuvattava selosteiden ja riittävän kattavien metatietojen avulla.
Lisätietoa INSPIRE Data Specifications Kaikki Inspire-tietotuoteselosteet (englanniksi) http://inspire.ec.europa.eu/index.cfm/pageid/2 XML Schema-määritykset: http://inspire.ec.europa.eu/schemas/ INSPIRE Thematic Clusters Kysymyksiä, keskustelua ja kokemuksia Inspire-toteutuksesta teemoittain. Täältä löytää asiantuntija-apua. https://themes.jrc.ec.europa.eu/ INSPIRE geoportal Virallinen hakukone Inspire-aineistojen ja -palvelurajapintojen löytämiseksi. http://inspire-geoportal.ec.europa.eu/ Paikkatietoikkunan kansallinen aineistoluettelo Mikä taho Suomessa vastaa mistäkin Inspire-aineistosta. http://www.paikkatietoikkuna.fi/web/fi/kansallinen-aineistoluettelo
KUTSU Syksyn Paikkatietomarkkinoilla ollaan fiksusti yhdessä: sovellustoimittajat, palveluiden tarjoajat, tiedon tuottajat ja käyttäjät. TI 3.11. klo 9.00 17.00 KE 4.11. klo 9.00 15.00 Esilllä uusimmat tuotteet, ideat ja innovaatiot. Löydät ratkaisut, joilla saat tiedot sujuvasti käyttöön vaikkapa päätöksenteon tueksi. Kuulet mitä tietoa on tarjolla ja miten hyödynnät sitä parhaiten. Messukeskus, Kokoustamo, Helsinki Maksuton sisäänpääsy edellyttää rekisteröitymistä. http://www.maanmittauslaitos.fi/paikkatietomarkkinat2015
Tehtävä 1 Harjoitus: Inspiretietotuotteet Mihin Inspire-paikkatietoryhmiin ja Inspire-direktiivin liitteesiin (I, II tai III) kuuluvat seuraavat aineistot: Kaupunkien ja taajamien nimet Aluevesien rajat Rautatieasemat Virkistys- ja teollisuusalueet Kaatopaikat Aallonkorkeusmittaukset Säähavaintoasemien sijainnit Alueellinen tuulivoimapotentiaali
Harjoitus: Inspiretietotuotteet Tehtävä 2 Missä tapauksissa paikkatietoaineistot kannattaa jaella ennalta määriteltyinä tiedostoina, tai toisaalta suorasaantilatauksena. Käsittele asiaa sekä tiedontuottajan että tiedon hyödyntäjän näkökulmasta.