Geografisk information Ytvattensystem Handbok. Geographic information Surface Water Systems Handbook SWEDISH STANDARDS INSTITUTE

Transkript

1 Teknisk rapport SIS-TR 22:2008 Publicerad/Published: Utgåva/Edition: 1 Språk/Language: svenska/swedish ICS: ; ; ; ; ; ; Geografisk information Ytvattensystem Handbok Geographic information Surface Water Systems Handbook SWEDISH STANDARDS INSTITUTE

2 Hitta rätt produkt och ett leveranssätt som passar dig Standarder Genom att följa gällande standard både effektiviserar och säkrar du ditt arbete. Många standarder ingår dessutom ofta i paket. Tjänster Abonnemang är tjänsten där vi uppdaterar dig med aktuella standarder när förändringar sker på dem du valt att abonnera på. På så sätt är du säker på att du alltid arbetar efter rätt utgåva. e-nav är vår online-tjänst som ger dig och dina kollegor tillgång till standarder ni valt att abonnera på dygnet runt. Med e-nav kan samma standard användas av flera personer samtidigt. Leveranssätt Du väljer hur du vill ha dina standarder levererade. Vi kan erbjuda dig dem på papper och som pdf. Andra produkter Vi har böcker som underlättar arbetet att följa en standard. Med våra böcker får du ökad förståelse för hur standarder ska följas och vilka fördelar den ger dig i ditt arbete. Vi tar fram många egna publikationer och fungerar även som återförsäljare. Det gör att du hos oss kan hitta över 500 unika titlar. Vi har även tekniska rapporter, specifikationer och workshop agreement. Matriser är en översikt på standarder och handböcker som bör läsas tillsammans. De finns på sis.se och ger dig en bra bild över hur olika produkter hör ihop. Standardiseringsprojekt Du kan påverka innehållet i framtida standarder genom att delta i någon av SIS ca 400 Tekniska Kommittéer. Find the right product and the type of delivery that suits you Standards By complying with current standards, you can make your work more efficient and ensure reliability. Also, several of the standards are often supplied in packages. Services Subscription is the service that keeps you up to date with current standards when changes occur in the ones you have chosen to subscribe to. This ensures that you are always working with the right edition. e-nav is our online service that gives you and your colleagues access to the standards you subscribe to 24 hours a day. With e-nav, the same standards can be used by several people at once. Type of delivery You choose how you want your standards delivered. We can supply them both on paper and as PDF files. Other products We have books that facilitate standards compliance. They make it easier to understand how compliance works and how this benefits you in your operation. We produce many publications of our own, and also act as retailers. This means that we have more than 500 unique titles for you to choose from. We also have technical reports, specifications and workshop agreements. Matrices, listed at sis.se, provide an overview of which publications belong together. Standardisation project You can influence the content of future standards by taking part in one or other of SIS s 400 or so Technical Committees.

3 Denna tekniska rapport är inte en svensk standard. This Technical Report is not a Swedish Standard. Copyright/Upphovsrätten till denna produkt tillhör SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sverige. Användningen av denna produkt regleras av slutanvändarlicensen som återfinns i denna produkt, se standardens sista sidor. Copyright SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sweden. All rights reserved. The use of this product is governed by!the end-user licence for this product. You will find the licence in the end of this document. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Information about the content of the standard is available from the Swedish Standards Institute (SIS), tel Standards may be ordered from SIS Förlag AB, who can also provide general information about Swedish and foreign standards. SIS Förlag AB, SE Stockholm, Sweden. Tel: Fax: sis.sales@sis.se Internet:

4 Innehåll Sida 0 Orientering Vanliga frågor Termer, definitioner och förkortningar Komponenterna i standarden Praktiska exempel Steg-för-steg-handledning Specifika tillämpningar Exempel på utvidgning av schemat för sjökortsdata Kommande utveckling Litteraturförteckning

5 Förord Denna tekniska rapport (i detta dokument kallad handboken) är ett komplement till den svenska standarden Geografisk information Ytvattensystem Begrepps- och applikationsschema, SS (i detta dokument kallat standarden) som publicerades i september En revidering av standarden inleddes under 2008 för att även kunna hantera markvatten, grundvatten, glaciärer och våtmarker. Den nya utgåvan beräknas vara färdig i slutet av Se även avsnitt 8.4. Standarden och handboken har utarbetats av den tekniska kommittén Vattensystem, SIS/TK 452. Kommittén ingår i projektområdet för geografisk information Stanli inom SIS, Swedish Standards Institute. Denna handbok har utarbetats av experter från Sveriges Lantbruksuniversitet SLU, Sjöfartsverket och Vattenmyndigheterna. Kommitténs avsikt är att fortsätta utveckla handboken efter denna första utgåva. Denna utgåva fokuserar på utbyggnadsregler, tillvägagångssätt vid komplettering med en annan detaljeringsnivå till det befintliga nationella nätverksbildade underlaget, översiktskartan 1: , utbyte av information om ytvattensystem samt kommentarer till hur erfarenheterna av genomförd test av standarden påverkar den fortsatta tillämpningen. Kommande versioner av handboken kommer även att innehålla: erfarenheter av testen av standarden (utifrån användningsfallen i bilaga E i standarden), beskrivning av hur man kontrollerar att man uppfyller standardens krav, mer om regler för applikationsschema, begränsningar och utvidgningar, Se även avsnitt 8 Kommande utveckling. 3

6 Orientering 0.1 Grundläggande principer Informationshanteringen i ytvattenstandarden bygger på objektorienterade processer, metoder och systemlösningar. Kraven på de informationssystem som ingår är att de ska stödja en objektorienterad process från à-jourhållning till tillhandahållande. Med objekt menas här verksamhetsobjekt, dvs. beskrivningar av företeelser i omvärlden som känns igen från den vardagliga verksamheten. Objekt kan vara sjöar, mätstationer e.d. Specialiseringar av objekt kan förekomma. Varje objekt bär med sig en beskrivning om vad som gäller generellt för objekttypen och av vad som gäller specifikt för det enskilda objektet. Detta är en skillnad jämfört med hur informationen vanligtvis hanteras idag, då geografiska data ofta lagras som linjer och punkter för att i huvudsak presenteras som en kartbild, sammanställd och presenterad för ett visst ändamål. Ett objektorienterat arbetssätt innebär att verklighetens företeelser lagras som objekt med olika egenskaper, däribland geometri, och inbördes relationer till varandra. Standarden stödjer endast dataöverföring av objektorienterad data. Databaser som inte är objektorienterade är betydligt svårare att utbyta data med, bland annat eftersom det är svårt att avgöra om man avser samma objekt på olika ställen. En användare av en objektorienterad databas kan välja ett visst objekt, t.ex. en älv. Användaren kan då peka på en egenskap hos älven såsom namnet, flödet eller tillrinningen. Tekniken gör det också möjligt att skapa resurssnåla à-jourhållningsrutiner som t.ex. att man inte behöver skicka hela datamängden en gång till vid förändringar utan endast själva förändringen. En användare av en icke-objektorienterad databas kan t.ex. finna namnet på en älv på en karta genom att namnet råkar stå intill älven. Användaren kan emellertid inte få fram andra egenskaper hos älven eller med automatik finna samma älv i något annat system. Dessutom är älven troligen uppdelad på olika kartblad som inte hänger ihop. I den objektorienterade databasen har älven en unik identitet och med hjälp av den kan man koppla information till objektet och även knyta objekten till andra objekt. Identiteten hanteras med hjälp av en kod en identifierare. Det är viktigt att identifieraren är icke informationsbärande, det vill säga den ska inte ha några beroenden till omvärlden utan endast vara unik. Varje företeelse i verkligheten, såsom älven i detta exempel, har en identitet. Företeelseidentiteten följer med älven i alla dess representationer i databaser och vid datautbyte, på samma sätt som ett personnummer följer med en person. Företeelseidentiteten skulle kunna utgöras av ett nummer i SMHI:s register, farledsregisteridentitet i Sjöfartsverkets register eller vattenförvaltningens vattenförekomstidentiteter. Idag kan en företeelse ha olika identiteter hos olika aktörer. Detta ger upphov till problem såsom missförstånd och förvirring. Vid datautbyte är det nödvändigt att komma överens om en företeelseidentitet som gäller. På sikt bör man sträva efter att endast en part sätter företeelseidentiteten. En företeelse i verkligheten kan representeras i många versioner, skalor eller dylikt i en databas. Därför behöver ett objekt i en databas utöver ovanstående företeelseidentitet även en unik objektidentifierare (UUID). Varje tidsversion av ett objekt får då ett unikt UUID så att databasen ska kunna hålla isär de olika versionerna. Dessa UUID genereras och hanteras med automatik av systemet. Detta är inget som användarna behöver hantera eller lära sig. Det är viktigt att en och samma part hanterar och genererar UUID eftersom det ger möjlighet att koppla dem till en företeelseidentitet. Se även 5.6 Identifierare, UUID och företeelseidentiteter. 4

7 0.2 Standardens syfte Standardens omfattning Standarden hanterar den geografiska representationen av ytvattensystem. Handboken och standarden hanterar följande aspekter på ytvatten: ytvattensystemets inneboende hierarkiska uppbyggnad i olika delar och nivåer hur ytvattensystem kan representeras i olika detaljeringsnivåer ytvattensystemet som ett flödesriktigt nätverk med beskriven topologi unika identiteter, företeelseidentiteter, hydrologiska koder och vissa centrala attribut hur uppdatering av informationen hanteras versionshantering hur giltighetstid kan anges metadata, specifikt kvalitet geometrier i flera dimensioner, referenssystem Vad är standarden till för? Syftet med standarden för ytvattensystem är att den ska vara ett stöd, dels vid utbyte av geografisk information om sjöar, vattendrag och ytvattensystem och dels vid uppbyggnad av geografiska databaser över hydrografi, samt att vara ett komplement till nationella och internationella initiativ kring harmonisering av geografisk information, till exempel EG:s INSPIRE-direktiv, se Användningen av geografiska informationssystem (GIS) ökar i samhället och därmed behovet av att kunna utbyta geografisk information på ett enkelt sätt. Det finns ett stort behov av att kunna identifiera ytvattenförekomster med hjälp av unika identiteter, för att enkelt kunna utbyta information om dessa. Insamling av information innebär stora kostnader. Om information i stället för att insamlas på nytt kan inhämtas från en part som redan samlat in den kan besparingar göras. Det finns även ett stort behov av att kunna beskriva svenska ytvattensystem som sammanhängande och flödesriktiga nätverk i vilka vattnets väg kan följas. Detta gäller till exempel inom miljöområdet, där man vill kunna följa spridningen av föroreningar i ytvattensystemet, ta fram källfördelningar för olika ämnen och kunna göra scenarioberäkningar för olika åtgärdsprogram. Implementationen av EG:s ramdirektiv för vatten innebär en ytterligare fokusering på denna typ av frågeställningar. I samband med målanalysen inledningsvis i standardiseringsarbetet lyftes bl.a. följande fördelar med en standard för ytvattensystem fram: väldefinierade begrepp med väl valda termer och som harmoniserar med internationella krav inom ett välavgränsat område, tillämpningsmodell som beskriver struktur och innehåll för tillämpningar som hanterar ytvatten, standarden stödjer ett effektivt och rationellt informationsutbyte och standarden möjliggör simulering av flöden (av allt som kan transporteras av vatten). Sammanfattningsvis kan man säga att standarden kan göra det: enklare att utbyta information inom och mellan organisationer 5

8 enklare att sambearbeta data från olika producenter enklare att utveckla långsiktigt användbara applikationer mer kostnadseffektivt att samla in data med god kvalitet enklare att generalisera data mellan olika skalområden enklare att byta system och systemleverantör enklare att leva upp till internationella åtaganden, såsom EG:s ramdirektiv för vatten möjligt att ta fram information som ofta saknas i dag, till exempel nätverksbildade data med korrekt flödesriktning Vad är standarden inte till för? Standarden hanterar inte klassificering av vatten efter dess biologiska eller limnologiska karaktär eller efter administrativ indelning. Denna standard hanterar inte heller indelning av vatten efter språkliga, dialektala eller geografiska varianter, till exempel tjärn, göl, jokk, bäck, å, älv, flod, sel, eller former såsom vik, bukt, delta och dylikt. För att komma ifrån alla dessa varianter av olika begrepp används det neutrala ordet rinnsträcka i standardens beskrivning av det som i dagligt tal benämns vattendrag, älv, bäck etc. Sedan kan man tilldela en rinnsträcka attribut som beskriver dess bredd, strömningshastighet etc. som tillsammans anger vilken typ av rinnsträcka som beskrivs geografiskt. Standarden är inte avsedd att beskriva landytor som exempelvis öar. Däremot kan den användas för att beskriva av- och tillrinningsområdens utbredning. 0.3 Målgrupp för standarden och handboken Handboken vänder sig i första hand till systemutvecklare och systemadministratörer som till exempel ska bistå en verksamhet i samband med följande aktiviteter: utbyte av geografisk information om ytvatten uppbyggnad av en geografisk databas över hydrografi utifrån standarden bygga på en befintlig ytvattenmodell med attribut. Begreppsschemat som finns i standarden har en bredare målgrupp och kan utgöra en viktig gemensam plattform för olika aktörer inom verksamhetsområdet vatten. Den målmodell som togs fram inledningsvis i standardiseringsarbetet identifierar ett stort antal intressenter till standarden bl.a. Lantmäteriet, SMHI, Sjöfartsverket, SGU, Naturvårdsverket, Vattenmyndigheterna, Länsstyrelserna, Jordbruksverket, kommuner, Vägverket och Vattenkraftsindustrin. Listan nedan visar utdrag av vad dessa intressenter önskade få ut av standarden. Förbättra möjligheterna att överföra data mellan och sambearbeta data från olika användare. Förbättra möjligheterna att jämföra, bearbeta, analysera och utvärdera resultat från olika aktörer/utförare. Undvika missförstånd i kommunikation med andra aktörer. Undvika att det blir dyrt eller omöjligt att harmonisera data i efterhand. Undvika stora arbetsinsatser för att få data från olika myndigheter att passa ihop. 6

9 Införa unik id-sättning för kodning av gemensamma företeelser. Ensa begrepp och redovisning av datakvalitet. Underlätta kravställande till utförare och konsulter. Undvika dubbelarbete och svårigheter vid informationsutbyte. Skapa förutsättningar för en effektiv rapportering till EU. Inventera vilka datamängder som uppfyller standarden. Möjlighet att komplettera med egna attributdata. Inventera olika aktörers gemensamma attribut. Underlätta framtagning av beslutsunderlag. Möjlighet att skapa enhetliga referensdata. Möjliggöra ökad kvalitet på de levererade produkterna. Skapa ett enhetligt sätt att beskriva delar av vattensystem. Underlätta framtagning av underlag för beställning av analyser etc. 0.4 Omvärldsanalys Standarden bygger på de internationella standarderna om geografisk information ISO serien. Dessa standarder är i stor utsträckning också europeisk (EN) och svensk standard (SS). Mer information om Geographic information, ISO/TC 211, den internationella tekniska kommittén som utarbetat och utvecklar ISO serien finns på Inom det europeiska standardiseringsorganet CEN ryms 30 länder (år 2008) samtliga EU-länder plus EFTA-länderna Norge, Schweiz och Island. När ett nytt standardiseringsärende startar inom SIS eller något annat CEN-lands formella standardiseringsorgan är man skyldig att göra en så kallad notifiering till CEN. På detta sätt kontrollerar man om det redan finns en Europastandard eller nationell standard inom samma område i något av CEN-länderna, innan en nationell standard fastställs. Huvudskälet till detta är att undanröja handelshinder enligt EG:s direktiv 98/34/EG om ett informationsförfarande beträffande tekniska standarder och föreskrifter. För mer information om 98/34-direktivet, se När det gäller ytvattenstandarden så finns inte någon motsvarighet vare sig bland CEN-, ISO- eller nationella standarder någonstans. Det kan emellertid finnas ej formella standarder som tillämpas på olika håll i världen. För mer information om CEN, se Hur ska handboken läsas? Allmänt Innehållet i denna handbok ska betraktas som kompletterande text till standarden vilket innebär att den försöker undvika att upprepa text från standarden. Istället finns hänvisningar till aktuellt avsnitt i standarden. Standarden och handboken bör alltså läsas parallellt. Strukturen i handbokens avsnitt 5 följer en steg-försteg-handledning, både generella steg och för några olika typer av tillämpningsområden. Hänvisningar ges också till relevanta delar i SIS-TR 23 [2], SIS-24 [3], SIS-TR 25 [4], SIS-TR 26 [5], SIS-TR 27 [6]. Dessa tekniska rapporter vänder sig främst till dem som är med och utvecklar gränssnittsspecifikationer för geografisk information. 7

10 Avsnitt 5 utgår hela tiden från samma geografiska område i de olika exempel som ges för att underlätta den logiska kopplingen mellan standardens olika delar. Dataöverföring med standardens applikationsscheman som grund har även testats av den tekniska kommittén Vattensystem som utarbetade den. Erfarenheter därifrån redovisas i avsnitt 4. Digitalt material, såsom UML-klassdiagram och XML-schemafiler, ur standarden finns tillgängligt på webben som en tjänst hos Stanlis användarstöd, se länk: En annan tjänst som Stanlis användarstöd tillhandahåller är möjligheten att ställa frågor eller anmäla problem och felaktigheter Avgränsningar Handboken tar inte upp hur objekt ska visualiseras, dvs. med vilka symboler och färger de ska representeras i utskrift eller på bildskärm. Handboken omfattar inte automatiserade rutiner för skapande av till standarden anpassade databaser t.ex. i samband med import av GIS-skikt till standardens struktur. Standarden eller handboken omfattar heller inte alla verksamhetsspecifika attribut för de olika objekttyperna utan endast en mindre mängd attribut. Dessa kan sedan kompletteras och anpassas för olika tillämpningar. 0.6 Hur ska standarden läsas? I standarden finns två huvudavsnitt som innehåller begreppsschemat respektive applikationsschemana. Begreppsschemat beskriver företeelser i den verkliga världen och hur de förhåller sig till varandra. Applikationsschemat bygger på begreppsschemat och beskriver hur dessa företeelser och relationer ska representeras i ett informationssystem. De båda avsnitten beskriver på sätt och vis i stort sett samma saker men olika aspekter av dem. I standarden, 5.2.4, definieras till exempel vad en sjö är och hur den förhåller sig till andra ytvattenförekomster. I standarden, , anges informationsbehovet för objekttypen WS_Lake, som motsvarar företeelsetypen sjö. Exempel på egenskaper hos en sjö är geometri, djup, höjd över havet. Dessutom anges begränsningar för klassen, såsom att en sjö endast kan delas upp i bassänger. Relationer till andra objekttyper beskrivs också, på ett sätt som kan implementeras i en databas. Standarden innehåller också en översättningstabell i bilaga D som gör att man enkelt kan hitta motsvarande avsnitt i begrepps- respektive applikationsschemat. 8

11 1 Vanliga frågor 1.1 Var kan jag få tag i ytvattenstandarden? Standarden (SS ) köps från SIS, eller Den finns på både svenska och engelska. Standarden och denna handbok säljs dessutom i paket för reducerat pris. 1.2 Kostar det något att använda ytvattenstandarden? Nej, standarden är gratis att använda och det finns inga licenskostnader eller skydd i form av patent kopplade till den. Standardens applikationsscheman och XML-scheman finns att hämta gratis här: Vi samarbetar med ett företag i Litauen. Finns ytvattenstandarden på något annat språk? Ja, standarden finns även på engelska. 1.4 Hur arbetar man med ytvattensystem i andra länder? Någon formell standard för ytvattensystem finns inte i något annat land ännu. Däremot finns det de factostandarder som används på flera håll i världen. ESRI ArcHydro Kanada Groundwater Markup Language (GWML) för utbyte av grundvattendata. Tyskland Wasserblick Varför kan man inte bygga på ArcGIS Hydro, Geodatabas eller Shape-filer? ArcGIS Hydro och många andra system är utmärkta verktyg för att arbeta med vattenrelaterade frågor. Möjligheterna att utbyta data med andra parter som inte har samma programvara och filformat är dock begränsade. En Shape-fil är ett exempel på en så kallad de facto-standard, dvs. något som kommit att användas så utbrett att det blivit normgivande. För att kunna använda till exempel Geodatabasen eller Shape-filer i vattentillämpningar behöver man bestämma sig för vilka begrepp som ska användas och hur de olika objekten ser ut och relaterar till varandra. Standarden fungerar som en ritning för detta och kan därför användas av alla parter, oberoende av vilken programvara eller filformat man arbetar med. 1.6 Varför behöver vi både UUID och företeelseidentiteter på alla våra objekt? Vi har ju vår egen interna ID-sättning Om man ska arbeta i en miljö där flera parter utbyter data krävs det att man har en ID-sättning som är unik, både i tid och rum. Standarden ställer inte krav på att man tar bort sin interna ID-sättning. Däremot krävs ett UUID för att säkert särskilja ett visst objekt från alla andra objekt och versioner av samma objekt. Det är också viktigt med samordning av företeelseidentiteter, så att inte olika parter har olika ID på samma företeelse i den verkliga världen eller att två olika företeelser får samma identitet. Läs mer om identifierare i avsnitt 5.6 9