Как мы уже сообщали, у нас на портале развернута дискуссия по обсуждению использования формата SXF для хранения и обмена цифровых топографических, навигационных карт и планов городов, создаваемых за счет средств федерального бюджета (см. http://www.gisa.ru/opros_po_formatu.html )

Публикуем материал, полученный от Беленкова Олега Валентиновича,
главного конструктора ЗАО КБ «Панорама», раскрывающий предназначение и особенности использования формата SXF:

Цифровые топографические и навигационные карты, планы городов и навигационные планы городов, создаваемые за счет средств федерального бюджета, имеют 5 этапов существования:
- создание цифровой карты или плана;
- обновление цифровой карты или плана;
- контроль качества и помещение в архив на хранение;
- выдача данных потребителю для дальнейшего использования;
- использование цифровых данных в различных ГИС.

Ответственность за организацию работ по первым 4 этапам несут государственные организации: за территорию РФ отвечает Росреестр, за зарубежную территорию – Топографическая Служба ВС РФ. Использование данных организуют потребители информации при условии соответствия данных требованиям по полноте, точности и актуальности. Формат SXF применяется более 15 лет в Роскартографии (Росреестре) и Министерстве Обороны РФ для обеспечения, по крайней мере, первых 4 этапов.

В процессе создания цифровых топографических и навигационных карт и планов участвуют десятки организаций (в конкурсах 2009 года по ФЦП «ГЛОНАСС» выиграло более 60 организаций). Для обеспечения единых требований по качеству данных разработаны общие классификаторы данных, технологии, средства контроля качества, единый формат данных, предъявляемых для приемки работ – SXF. Создано и помещено в архив более 70% из 14 000 листов масштаба 1: 100 000, а также основная часть листов масштабов 1: 50 000, 1: 25 000 и планов городов. Деление на номенклатурные листы территории РФ обусловлено большой протяженностью территории по широте и долготе, требующей формирования ортофотопланов в различных топографических зонах и выполнения процедур создания и обновления топографических карт и планов в этих зонах. Кроме того, для одновременного создания десятков тысяч номенклатурных листов привлекаются тысячи исполнителей в различных организациях. Для обеспечения их параллельной и независимой работы в производстве принято деление территории по широте и долготе на номенклатурные листы для дальнейшего удобства планирования и организации картографического производства. Другие способы деления обрабатываемых территорий между исполнителями (по границам субъектов или населенных пунктов, границам территорий, дорогам, рекам и т.п.) или создание единой карты (базы пространственных данных) на всю территорию РФ на практике неосуществимы. Формат SXF не ограничивает размер территории или способ ее деления для производственных работ и никак не связан с бумажными картами. Например, схемы территориального планирования РФ изначально создаются по регионам в виде единого файла формата SXF, а затем конвертируются в MIF\MID. Но в силу вышеуказанных причин наиболее эффективно картографическое производство реализуется с применением номенклатурных листов. Единство представления данных в разных масштабах достигается тем, что цифровые карты создаются и обновляются в базовом масштабе 1: 25 000 и затем обновляются более мелкие производные масштабы по технологии генерализации.

На основе формата SXF созданы и применяются промышленные технологии контроля качества картографических данных, обеспечивающих высокое качество топологии данных. Формат SXF после выполнения процедур контроля качества является одним из наилучших источников данных для загрузки карт в ArcGIS.

Формат SXF не ограничивает число и состав применяемых классификаторов, но требует обязательного применения классификации данных для единообразного представления и обмена данными. Что отличает его от других форматов. Классификаторы цифровых топографических и навигационных карт и планов содержат около 1 500 объектов, около 30 слоев и около 500 характеристик. Они предусматривают подробное описание местности с различными свойствами (от пустынь до тундры). В то же время, ГОСТ Р 53339-2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования» не содержит следующих элементов классификаторов, применяемых в настоящее время производстве:
- математические элементы и элементы плановой и высотной основы (в части пунктов ГГС и съемочной сети учтены, отметки высот отсутствуют);
- рельеф (отсутствует, в п.4.2.4. – «может осуществляться ведение»);
- гидрография и гидротехнические сооружения (оставлены водоемы с учетом собственности и площади, остальные отсутствуют; например, по требованиям прежних нормативных документов ручей в пустыне показываем на любой карте как жизненно важный);
- населенные пункты (оставлены строения и здания, улицы, площади и кварталы отсутствуют);
- промышленные, сельскохозяйственные, социально-культурные объекты (отсутствуют);
- дорожная сеть и дорожные сооружения (оставлены с учетом вида собственности, платные частные дороги не показываем, дорожные сооружения отсутствуют);
- растительный покров и грунты (оставлены лесные кварталы и особо охраняемые природные объекты; территории садов, лугов, виноградников, пашен отсутствуют);
- границы и ограждения (присутствуют не все виды объектов).

То есть, формат SXF не ограничивает содержание цифровых карт, а реально содержит больше данных, чем предлагается в современных стандартах.

Кроме того, для формата SXF разработаны открытые классификаторы в соответствии с требованиями различных приказов и постановлений в области навигации, схем территориального планирования, ведения единой картографической основы кадастра, градостроительной деятельности, геодезии, геологии, сельского хозяйства, чрезвычайных ситуаций, телекоммуникаций и связи, лесного хозяйства и других областей. Все классификаторы доступны для бесплатного применения. Более подробная информация доступна на сайте www.gisinfo.ru в разделе Классификаторы.

Поскольку формат SXF содержит метаданные на территорию и описание объектов в виде списка координат и характеристик объектов, как и другие обменные форматы, то потери данных при конвертировании не происходит. Проблемы возникают при использовании обменных форматов, которые вместо классификации данных содержат описание цвета и толщины линии вместо кода объекта. Что недопустимо при ведении государственного банка картографических данных.

Формат SXF содержит полный набор метаданных, необходимых для идентификации территории, содержания цифровой карты, параметров проекции и других. Формат SXF имеет механизм расширения хранимых метаданных путем расширения классификатора характеристик, относимых к объекту рамка листа, что подробно описано в документации. Кроме того, ряд метаданных относящихся к производству работ (сведения о производителе данных и т.п.) обычно хранятся в банке данных в виде отдельных таблиц и имеют ссылочную связь с номенклатурными листами. Что обеспечивает актуальность метаданных и единственность источника данных при ведении банка данных.

Формат SXF предназначен для хранения и обмена цифровых векторных данных. Для хранения и обработки растров и матриц предназначены другие форматы. Граф дорог является векторной топологической моделью. Его создание, хранение и выдача осуществляются в формате SXF более 3 лет в соответствии с Требованиями к навигационным картам и планам городов. Формат SXF обеспечивает обмен данным по стандарту ISO/DIS 14825 "Интеллектуальные транспортные системы" Файлы географических данных (GDF).

Хранение пространственных данных в базе географических данных в виде единого покрытия на произвольную территорию не решает задачу создания, обновления и обмена данными в картографическом производстве. В то же время, формат SXF реально применяется для наполнения указанных баз данных. Современные ГИС зарубежного производства либо напрямую читают формат SXF (MapInfo, GeoMedia), либо имеют в своем составе конверторы (ArcGIS). ГИС отечественного производства обрабатывают формат SXF напрямую (Интеграция, ИнГео, Горизонт, Нева, Панорама, Акация, Оператор и другие). Имеется большое число конверторов независимых разработчиков для всех основных форматов, применяемых в РФ. Для использования данных из формата SXF реализованы web-сервисы на основе протоколов OGC WMS.

Существуют конверторы для форматов, основанных на стандарте XML (KML, GDF и другие). Особенностью применения стандарта XML является его низкая надежность при передаче данных. Потеря одной скобки из гигабайтного массива приведет к потере всего массива данных, который не будет обработан стандартным интерпретатором XML. Выдача данных web-сервисами на ограниченную территорию по запросам пользователей не может быть приравнена к задачам создания, хранения и обмена терабайт информации на всю территорию РФ. Объем данных и скорость обработки данных (контроль, резервное копирование, объединение данных на заданную территорию) на основе XML потребуют затрат на эксплуатацию больших, чем затраты на создание и обновление собственно цифровых карт и планов. Формат SXF имеет двоичное представление, ориентированное на цифровую обработку данных и компактное хранение. Цифровая картографическая основа схем территориального планирования РФ в формате SXF занимает порядка 6 Гигабайт (1,5 DVD), а при переходе к текстовому формату MIF\MID занимает 48 Гигабайт (12 DVD). Переход к формату XML увеличивает этот объем минимум в 2-3 раза.
Формат SXF единственный из общепринятых форматов имеет поля для контрольных сумм записей, меток начала записей, контрольных полей длин и другой технологической информации, необходимой для контроля целостности данных и восстановления. При искажении любого фрагмента файла данных исключаются только те объекты, которые попали в искаженный фрагмент.

Таким образом, формат SXF обеспечивает реализацию всех современных принципов технологии хранения и обмена пространственными данными и задачам построения работоспособной инфраструктуры пространственных данных и не имеет в настоящее время реальной альтернативы для этих задач.

Дополнительные работы по редактированию данных не являются необходимыми при использовании цифровых топографических карт и планов, прошедших процедуру контроля качества данных. Это подразумевает выполнение требований по топологии данных, как внутри номенклатурного листа, так и на границах листов. Сшивка таких листов при необходимости может быть выполнена в автоматическом режиме. В то же время, физической сшивки объектов в ГИС не выполняется в любом случае. Река при переходе от линейного участка к площадному имеет представление в виде разных объектов (частей), дорога при переходе от участка с одними свойствами к другому участку имеет представление в виде отдельных частей. Проблема сшивки листов имеет искусственный характер, поскольку не решает ни одной задачи ГИС. Современные ГИС рассматривают набор листов как единой целое и имеют средства выделения целого объекта (дороги, реки) по различным идентификаторам (название реки, номер дороги и т.д.).

Современные ГИС обеспечивают построение цифровой модели рельефа не только по набору номенклатурных листов, но и по набору разнородных перекрывающихся данных в разных форматах – векторный рельеф на карте, TIN-модели, SRTM, облако точек по материалам лазерной съемки, регулярные модели в форматах GeoTIFF, GRD и так далее.
Применение собственных классификаторов в Росреестре может быть поддержано на уровне формата SXF. Однако для цифровых топографических и навигационных карт и планов городов применяются общепринятые классификаторы, поддерживаемые в различных ГИС. Эти же классификаторы и формат SXF применяются во многих государственных структурах (например, число пользователей продуктов КБ Панорама составляет более 18 000, а доля на рынке ГИС по оценке ГИС-Ассоциации в 2007 году – около 47 %).

Формат MIF\MID не имеет преимуществ перед форматом SXF и не загружается напрямую в Oracle Spatial. ГИС MapInfo имеет средства прямого чтения формата SXF. Для хранения пространственных данных из формата SXF в СУБД имеются различные серийные продукты КБ «Панорама» для различных платформ, которые применяются на уровне корпоративных ГИС в компаниях Ростелеком, Транстелеком, подразделениях Роснефти, в ведомственных системах МО, МВД, ФСБ, ФСКН. КБ «Панорама» является официальным партнером фирмы Oracle.

Применение открытого формата SXF и открытых классификаторов цифровых топографических и навигационных карт не создает конкурентных преимуществ отечественным или зарубежным производителям ГИС и не нарушает существующего картографического производства. Выбор другого формата потребует затрат на изменение всей технологической схемы и нормативных документов, переподготовку специалистов предприятий, дополнительных расходов на смену программного и информационного обеспечения, что приведет к резкому снижению качества работ и увеличению их стоимости.