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 Емельянова Олега Георгиевича, старшего научного сотрудника ЗАО «Транзас технологии»:

Оценим технические возможности формата SXF, который предлагается для организации передачи и хранения пространственных данных в России:

1. Формат определяет структуру файла, который содержит одну запись паспортных данных, одну запись дескриптора данных и множество записей пространственных объектов, в которых приведена их метрика и семантика. В общих сведениях, приведенных в документе, подтверждается, что в нем не предусмотрены «адресные ссылки между частями файла». Такая структура данных, не поддерживающая топологию пространственных данных, называется «картографическим спагетти». Рассмотрим на некоторых примерах, к чему приводит применение такой структуры при передаче данных:

- Предположим, в файле *.sxf требуется передать информацию о политико-административном делении России. Южный федеральный округ и вновь образованный Северо-Кавказский федеральный округ имеют общий участок границы. Метрика, определяющая границы двух федеральных округов, будет передаваться в двух записях пространственных объектов, которые содержат информацию о двух округах. Если геометрию соседних площадных объектов нарисовать на экране, то будут видны несовпадения границ соседних округов (разрывы и наложения). В состав Северо - Кавказского федерального округа входит Ставропольский край, который имеет общую границу с Ростовской областью и Краснодарским краем, входящих в состав Южного федерального округа. Таким образом, общий участок границы в файле *.sxf, содержащий информацию о четырех пространственных объектах, будет дублироваться четыре раза. Поэтому, когда читаешь, что формат SXF обеспечивает «снижение объемов хранимой информации», возникают сомнения.

- Отсутствуют средства замыкания внешних и внутренних границ площадных объектов. Ни одному мастеру не удается на дигитайзере или при векторизации на экране добиться совпадения координат вертексов. Поэтому специалисты по топологии отмечают возможность «вытекания краски» при заливке области.

- При необходимости передать информацию об одной и той же дороге, отдельные участки которой имеют разное покрытие, в файле *.sxf будут приведены разные записи. Начало линии, определяющей местоположение очередного участка дороги, не связано с концом линии, которая определяет местоположение предыдущего участка. Такие разрывы и наложения тоже будут видны на экране монитора.

- Линейные и площадные объекты, выходящие на общую границу двух смежных ячеек, будут не согласованы. Для обеспечения бесшовного покрытия пространственными данными территории России потребуется трудоемкая работа по «сведению концов с концами» спагетти.

Учитывая недостатки структуры данных, используемой в формате SXF, гидрографическое сообщество, входящее в Международную Гидрографическую Организацию (МГО), отказалось от такой структуры. В 1996 году был принят стандарт МГО S-57, регламентирующий передачу гидрографических данных. В нем предусмотрена модель пространственных данных, обеспечивающая топологию «цепочка-узел». Исследования, проведенные специалистами разных стран, показали, что такой уровень топологии обеспечивает надежный обмен гидрографическими данными. Для инкапсуляции файла стандарт S-57 предусматривает использование стандарта ISO/IEC 8211. Кстати, стандарт передачи пространственных данных (SDTS) также предусматривает передачу данных в файлах, структура данных которых определена стандартом ISO/IEC 8211.

2. Хранить пространственные данные, имеющие структуру спагетти, также не целесообразно. Как показала практика, переход из более сложной структуры данных в менее сложную осуществляется автоматически и без проблем. Обратный же переход без участия человека не возможен и требует больших затрат времени.

3. Структура семантики объекта в файле *.sxf содержит подполе произвольной длины, но не предусматривает разделителя. Это может привести к сбою при чтении файла. В международном стандарте ISO/IEC 8211такой разделитель предусмотрен.

4. В формате SXF отсутствует возможность передачи связи объектов «ведущий-ведомый». Практика передачи гидрографических данных по стандарту S-57 показала эффективность использования таких связей. Например, буй является плавучей платформой для установки на ней различных средств навигационного оборудования – огня, топовой фигуры, радиолокационного маяка ответчика. Объект «Буй» является ведущим, а объекты «Огонь», «Топовая фигура» и «Радиолокационный маяк ответчик» - ведомыми. В записях всех четырех объектов содержатся атрибуты и их значения, а также ссылки на единую запись метрики, содержащей географические координаты места буя. Необходимость хранения метрики ведущего и всех ведомых объектов в одной записи обусловлена требованием обеспечения целостности данных при их хранении и корректуре.

5. Не предусмотрена возможность передача объектов класса «агрегат». При передаче гидрографических данных такой механизм является полезным. Например, чтобы передать информацию о системе разделения движения судов, напоминающую схему разметки дорог, в отдельной записи приводятся ссылки на записи всех компонентов – участков полос движения с разными значениями атрибута направления движения, границ системы разделения, зон разделения движения, линий разделения движения, зон кругового движения и др.

6. Отсутствует возможность передать отношение класса «ассоциация». В гидрографической практике такой объект используют, например, чтобы показать связь препятствия (затонувшего судна) и средства навигационного оборудования (буя или вехи), которое его ограждает.

7. В формате SXF передаются не все мета данные, требуемые стандартом ISO 19115-2003.

8. Отсутствуют поля и подполя, необходимые для передачи данных корректуры. Представляется, что реализация функции поддержания пространственных данных на уровне современности в России была бы полезной. Сейчас механизм поддержания данных у потребителя предусматривает замену существующего файла на новый файл, в котором учтены изменения на местности. Гидрографическое сообщество отказалось от такого затратного механизма. Стандарт S-57 предусматривает поддержание пространственных данных в системе потребителя (на судне в океане) путем ввода файла корректуры. Файл корректуры имеет такую же структуру данных, что и файл ячейки. Но размер файла корректуры гораздо меньше размера файла ячейки. Имя файла корректуры совпадает с именем файла ячейки, но расширения файлов у них разные. Система читает файл с данными корректуры и вводит необходимые изменения в пространственные данные, хранящиеся в бортовой системе. По данным корректуры может быть введена, удалена или модифицирована запись объекта. В существующей записи объекта можно исправить атрибут (ввести, удалить, модифицировать). Можно откорректировать запись метрики объекта. Если буй переставлен, то запись этого пространственного объекта не будет затронута корректурой. Будет откорректирована только существующая запись метрики, в которой содержатся координаты – модифицированы значения координат.

Представляется, что формат SXF не отвечает современным требованиями передачи и хранения пространственных данных и принятие его в качестве стандарта в России не целесообразно. Сравнение его возможностей с действующим стандартом S-57, используемым гидрографическим сообществом, показывает преимущества последнего. Это не агитация за то, чтобы при реализации Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных (ИПД), одобренной распоряжением Правительства РФ от 21 августа 2006 г. № 1157-р, использовать стандарт S-57. Это призыв к разработке такой модели пространственных данных, которая удовлетворила бы требования разных потребителей в России. Гидрографическим сообществом универсальная модель гидрографических данных разработана и документирована в стандарте МГО S-100, который вступил в силу 1 января 2010 года. Со стандартами МГО S-57 и S-100 можно ознакомиться на сайте www.iho.int .