Необходимо проделать дополнительную работу по надлежащему использованию стандартов для разработки геопространственных цифровых двойников.

В период с мая по июль 2022 года специальная группа SSSI (Surveying & Spatial Sciences Institute – Институт геодезии и пространственных наук) по пространственным цифровым двойникам (SDT-SIG) провела отраслевое исследование геопространственных стандартов для пространственных цифровых двойников (SDT). Опрос был направлен на формирование понимания того, как сообщество использует стандарты при разработке и предоставлении продуктов и услуг геопространственных цифровых двойников.

Опрос был сосредоточен на стандартах, разработанных тремя ведущими международными органами по разработке стандартов – OGC - Open Geospatial Consortium, Техническим комитетом Международной организации по стандартизации 211 по географической информации/геоматике (ISO/TC211) и buildingSMART International (BIM) - при этом были отобраны 73 стандарта от OGC, 38 от ISO/TC211 и 12 от BIM. В опросе приняли участие 42 респондента, которые были лицами, принимающими решения в области данных, создателями данных, пользователями и другими лицами, принимающими решения, из частных компаний, государственных органов и научных кругов. Итоговый отчет содержит краткое изложение результатов обследования и доступен по адресу https://geospatialcouncil.org.au/spatial-digital-twins.

Краткое изложение результатов опроса

Обследование ясно показывает, что понимание и использование стандартов по-прежнему являются незначительными. Общая польза от использования стандартов, по-видимому, хорошо понята, но конкретных знаний не хватает. Лишь немногие технические стандарты, принятые поставщиками программного обеспечения и применяемые для обмена данными, хорошо известны и широко используются. Академический сектор проявляет несколько больший интерес к использованию и работе со стандартами, но это связано с тем, что многие аспекты моделирования и обмена данными являются частью исследовательских программ университетских групп. Кроме того, некоторые исследователи принимают непосредственное участие в разработке и модификации пространственных стандартов.

Наиболее часто используются стандарты ISO, за которыми следуют стандарты BIM и OGC. Это не может стать сюрпризом, поскольку бренд ISO является популярным показателем качества для большинства организаций. Однако, поскольку стандарты ISO должны быть приобретены, было бы интересно изучить, как учреждение принимает решение о конкретном стандарте. Основано ли решение на рекомендации Standards Australia, ANZLIC или другого государственного органа? Бывают ли случаи, когда стандарт был куплен и никогда не использовался?

Конфликтные точки могут возникнуть, когда:

• Лица, принимающие решения сверху вниз, запрашивают стандарты, не понимая требований, последствий для баз данных/форматов файлов, процессов автоматизации и существующих связей схемы.
• Производителям данных не предоставляется время и ресурсы, необходимые для разработки и поддержания надежных процессов на основе стандартов в организации, а также для предоставления решений, которые нарушают правила стандартизации или изменяют их в зависимости от требований организации.

Важным аспектом являются человеческие ресурсы. Кто способен читать, понимать и реализовывать концепции, обозначения и процедуры, описанные в стандартах? Есть ли выпускники с геопространственными степенями, которые могут прочитать эти документы и внедрить их? Стоило бы изучить, какие университеты включили темы пространственных стандартов в свою учебную программу.

Рекомендации

Полученные результаты ясно показывают, что было бы полезно представить спецификацию, в отношении которой пространственные стандарты являются актуальными для SDT. Таким образом, организациям и правительствам можно было бы дать дополнительные указания на то, к какой части производственной цепочки SDT они относятся и какие стандарты для них актуальны.

Полученные результаты также свидетельствуют о том, что существует необходимость в предоставлении дополнительных руководящих указаний относительно роли и использования стандартов. Некоторые стандарты (например, ISO 19115-1, CityGML от OGC, WMS или WFS, IFC от BIM) относятся только к совместному использованию данных и метаданных, что позволяет создавать индивидуальные структуры данных, но при этом совместимый обмен данными. Существуют стандарты, которые предписывают, какие виды словаря, семантики и атрибутов необходимо использовать, а также как моделировать конкретные компоненты SDT. Другие стандарты помогают выполнять преобразования между двумя структурами данных (например, CityGML в IFC). Было бы полезно классифицировать пространственные стандарты в соответствии с их применением в производственной линии SDT (жизненный цикл данных): получение, моделирование, хранение, обмен, визуализация и/или анализ данных. Эти категории могут быть дополнительно сопоставлены с потребностями организации.

Помощь в использовании стандартов может поступать с разных направлений: предоставление классификации о природе стандартов (концептуальная или техническая), помощь в расстановке приоритетов в производстве, подготовка руководства по использованию стандартов и разработка спецификаций реализации, соответствующих стандартам.

В ходе опроса была предпринята попытка изучить инструменты и услуги, поддерживающие стандарты, но результаты показали только то, что необходимо более подробное исследование. Обычно программное обеспечение используется «как есть», без глубокого понимания того, соответствуют ли инструменты и услуги стандартам. Кроме того, пользователям было бы полезно понять, как можно вносить поправки в стандарты или как международные стандарты могут быть приняты для их конкретного использования.

Необходимо развивать дальнейшее понимание стандартов OGC. Эти стандарты являются бесплатными документами, и для многих стандартов OGC не-члены OGC также могут участвовать, предоставляя отзывы и внося поправки. С другой стороны, стандарты ISO платные, но имеют более высокий официальный статус и могут использоваться для продвижения продуктов и услуг как соответствующих официальным и признанным передовым практикам, поддерживаемым органом по разработке стандартов. OGC может иметь соответствующий стандарт ISO — это может позволить пользователям протестировать свою реализацию со стандартами OGC, а затем, если этого требуют их организационные правила, получить документацию ISO для обеспечения официального соответствия.

Интересным аспектом, поднятым некоторыми участниками, является взаимозаменяемое использование терминов «стандарт» и «формат файла». Почти у каждого поставщика есть свой собственный формат для экспорта данных, но не все форматы файлов обязательно являются признанным стандартом. Типичным примером является формат шейп-файла. Любая пространственная схема может быть экспортирована в виде шейп-файла. Шейп-файл также может содержать информацию (типы геометрии, семантику и атрибуты), которая структурирована строго в соответствии с определенным стандартом.

Проблема становится еще более сложной, когда требуется 3D-визуализация. В зависимости от типа формата файла информация (семантика, отношения, атрибуты, даже некоторые типы геометрии) может быть легко потеряна. Это особенно верно, когда используются игровые 3D-движки (такие как Unreal и Unity). Форматы файлов визуализации учитывают только те свойства, которые необходимы для рендеринга на экране (например, геометрия и цвет/материал). Кроме того, движки рендеринга поддерживают более сложные геометрические данные, чем программное обеспечение ГИС. Необходимо прояснить связь между конкретными форматами файлов и стандартами. В некоторых случаях действительно может показаться, что стандарт отсутствует, и используется практическое специальное решение.

Наконец, стандарты, которые должны быть приняты, должны соответствовать поставленной цели. Только таким образом можно будет обеспечить быструю разработку соответствующих услуг, легкий доступ к данным (например, через API), прозрачную информацию о качестве данных, четкое ограничение использования и лицензионные обязательства, а также безопасность и аутентификацию. Следует также отметить, что пространственные цифровые двойники должны быть интегрированы со многими другими непространственными данными, а это означает, что пространственные сообщества должны взаимодействовать с более широкими стандартами для создания эффективного пространственного цифрового двойника.

Авторы: Златанова, Пруденс Лоуренс, Ивана Иванова, Джек Бартон, Сохейл Сабри, Крис Боди, Цзиньлин Ван, Ирина Бастракова, Мюррей Долинг, Стивен Нил, Саиф Пирбукс, Абдулай Диакит, Бахрам Саидян.