ISO/TS 19101-2:2008
(Main)Geographic information - Reference model - Part 2: Imagery
Geographic information - Reference model - Part 2: Imagery
ISO 19101 defines a reference model for standardization in the field of geographic imagery processing. This reference model identifies the scope of the standardization activity being undertaken and the context in which it takes place. The reference model includes gridded data with an emphasis on imagery. Although structured in the context of information technology and information technology standards, ISO/TS 19101-2:2008 is independent of any application development method or technology implementation approach.
Information géographique — Modèle de réference — Partie 2: Imagerie
Geografske informacije - Referenčni model - 2. del: Podobe
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO/TS 19101-2:2008 is a technical specification published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Geographic information - Reference model - Part 2: Imagery". This standard covers: ISO 19101 defines a reference model for standardization in the field of geographic imagery processing. This reference model identifies the scope of the standardization activity being undertaken and the context in which it takes place. The reference model includes gridded data with an emphasis on imagery. Although structured in the context of information technology and information technology standards, ISO/TS 19101-2:2008 is independent of any application development method or technology implementation approach.
ISO 19101 defines a reference model for standardization in the field of geographic imagery processing. This reference model identifies the scope of the standardization activity being undertaken and the context in which it takes place. The reference model includes gridded data with an emphasis on imagery. Although structured in the context of information technology and information technology standards, ISO/TS 19101-2:2008 is independent of any application development method or technology implementation approach.
ISO/TS 19101-2:2008 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 35.240.70 - IT applications in science. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO/TS 19101-2:2008 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 19066-1:2014, ISO 19101-2:2018. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
You can purchase ISO/TS 19101-2:2008 directly from iTeh Standards. The document is available in PDF format and is delivered instantly after payment. Add the standard to your cart and complete the secure checkout process. iTeh Standards is an authorized distributor of ISO standards.
Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 19101-2
First edition
2008-06-01
Geographic information — Reference
model —
Part 2:
Imagery
Information géographique — Modèle de réference —
Partie 2: Imagerie
Reference number
©
ISO 2008
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2008
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Conformance. 1
2.1 General. 1
2.2 Enterprise conformance . 1
2.3 Sensor conformance . 1
2.4 Imagery data conformance . 1
2.5 Imagery services conformance . 1
2.6 Image processing system conformance . 1
3 Normative references . 2
4 Terms and definitions. 2
5 Abbreviated terms and symbols . 7
5.1 Abbreviated terms . 7
5.2 Symbols . 9
6 Notation . 10
7 Enterprise Viewpoint – community objectives and policies . 10
7.1 General. 10
7.2 Geographic imagery community objective . 10
7.3 Geographic imagery scenario . 10
7.4 Geographic imagery policies. 11
7.4.1 Introduction to policies . 11
7.4.2 Policy development guidelines . 12
7.4.3 Policies . 12
8 Information Viewpoint – knowledge based decisions . 13
8.1 Introduction to Information Viewpoint. 13
8.1.1 Introduction to types of geographic imagery . 13
8.1.2 Creating knowledge from imagery. 14
8.1.3 General Feature Model . 16
8.1.4 Topics relevant across data, information, and knowledge . 17
8.2 Sensor data package. 18
8.2.1 General. 18
8.2.2 Sensors and platforms. 18
8.2.3 Optical sensing . 19
8.2.4 Microwave sensing. 21
8.2.5 LIDAR sensor . 24
8.2.6 Sonar sensor. 27
8.2.7 Digital images from film . 28
8.2.8 Scanned maps. 28
8.2.9 Calibration, validation and metrology . 28
8.2.10 Position and attitude determination . 29
8.2.11 Image acquisition request . 30
8.3 Geographic imagery information – processed, located, gridded . 30
8.3.1 General. 30
8.3.2 IG_Scene. 30
8.3.3 Derived imagery. 34
8.3.4 Imagery metadata . 37
8.3.5 Encoding rules for imagery . 38
8.3.6 Imagery compression . 39
8.4 Geographic imagery knowledge – inference and interpretation. 40
8.4.1 General . 40
8.4.2 Knowledge from imagery . 40
8.4.3 Image understanding and classification .40
8.4.4 IG_KnowledgeBase. 42
8.5 Geographic imagery decision support – context-specific applications . 44
8.5.1 General . 44
8.5.2 Decision support services . 44
8.5.3 Geographic portrayal. 45
8.5.4 Fitness for Use Context. 48
8.5.5 Decision fusion . 50
9 Computational Viewpoint – services for imagery. 50
9.1 Task-oriented computation. 50
9.2 Computational patterns. 50
9.3 Geographic imagery services. 52
9.4 Service chaining for imagery. 53
9.5 Service metadata. 53
10 Engineering Viewpoint – deployment approaches. 54
10.1 General . 54
10.2 Distributed system for geographic imagery. 54
10.3 Imagery Collection Node . 55
10.4 Sensor Processing Node. 56
10.5 Imagery Archive Node . 57
10.6 Value Added Processing Node. 58
10.7 Decision Support Node . 59
10.8 Channels: networks and DCPs. 60
10.8.1 Imagery considerations for channels . 60
10.8.2 Space to ground communications . 60
Annex A (normative) Abstract test suite. 61
Annex B (informative) ISO Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP). 63
Annex C (informative) Imagery use cases . 64
Annex D (informative) Principles relating to remote sensing of the Earth from space. 68
Bibliography . 71
iv © ISO 2008 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has
been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
— an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
— an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 19101-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
ISO 19101 consists of the following parts, under the general title Geographic information — Reference model:
1)
⎯ Part 1: Fundamental
⎯ Part 2: Imagery [Technical Specification]
1) To be published. (Revision of ISO 19101:2002)
Introduction
This Technical Specification provides a reference model for processing of geographic imagery which is
frequently done in open distributed manners. The motivating themes addressed in this reference model are
given below.
In terms of volume, imagery is the dominant form of geographic information.
⎯ Stored geographic imagery volume will grow to the order of an exabyte.
⎯ National imagery archives are multiple petabytes in size; ingesting a terabyte per day.
⎯ Individual application data centers are archiving hundreds of terabytes of imagery.
⎯ Tens of thousands of datasets have been catalogued but are not yet online.
Large volumes of geographic imagery will not be portrayed directly by humans. Human attention is the scarce
resource, and is insufficient to view petabytes of data. Semantic processing will be required: for example,
automatic detection of features; data mining based on geographic concepts.
Information technology allows the sharing of geographic information products through processing of
geographic imagery. Standards are needed to increase creation of products. A number of existing standards
are used for the exchange of geographic imagery.
Examples of technical, legal, and administrative hurdles to moving imagery online include
⎯ technical issues of accessibility – geocoding, geographic access standards,
⎯ maintenance of intellectual property rights,
⎯ maintenance of individual privacy rights as resolution increases, and
⎯ technical issues of compatibility requiring standards.
Governments have been the predominant suppliers of remotely sensed data in the past. This is changing with
the commercialization of remotely sensed data acquisition. Geographic imagery is a key input to decision
support for policy makers.
The ultimate challenge is to enable the geographic imagery collected from different sources to become an
integrated digital representation of the Earth widely accessible for humanity’s critical decisions.
Currently a large number of standards exist that describe imagery data. The processing of imagery across
multiple organizations and information technologies (IT) is hampered by the lack of a common abstract
architecture. The establishment of a common framework will foster convergence at the framework level. In the
future, multiple implementation standards are needed for data format and service interoperability to carry out
the architecture defined in this Technical Specification.
The objective of this Technical Specification is the coordinated development of standards that allow the
benefits of distributed geographic image processing to be realized in an environment of heterogeneous IT
resources and multiple organizational domains. An underlying assumption is that uncoordinated
standardization activities made without a plan cannot be united under the necessary framework.
This Technical Specification provides a reference model for the processing of geographic imagery which is
frequently done in open distributed manners. The basis for defining an information system in this
vi © ISO 2008 – All rights reserved
[78]
Technical Specification is the Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP) . A brief
description of RM-ODP can be referenced in Annex B. The basis for defining geographic information in this
specification is the ISO 19100 family of standards.
[78]
The RM-ODP viewpoints are used in the following fashion:
⎯ Typical users and their business activities, and policies to carry out those activities, are addressed in the
Enterprise Viewpoint.
⎯ Data structures and the progressive addition of value to the resulting products are found in the schemas
of the Information Viewpoint.
⎯ Individual processing services and the chaining of services are addressed in the Computational Viewpoint.
Approaches to deploy the components of the Information and Computational viewpoints to distributed physical
locations are addressed in the Engineering Viewpoint.
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 19101-2:2008(E)
Geographic information — Reference model —
Part 2:
Imagery
1 Scope
This part of ISO 19101 defines a reference model for standardization in the field of geographic imagery
processing. This reference model identifies the scope of the standardization activity being undertaken and the
context in which it takes place. The reference model includes gridded data with an emphasis on imagery.
Although structured in the context of information technology and information technology standards, this
Technical Specification is independent of any application development method or technology implementation
approach.
2 Conformance
2.1 General
To conform to this Technical Specification, all of the conditions specified for at least one of the conformance
classes described below shall be satisfied.
2.2 Enterprise conformance
Any enterprise that claims conformance to this Technical Specification shall satisfy all of the conditions
specified in the Test module in A.1.
2.3 Sensor conformance
Any sensor for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the conditions
specified in the Test module in A.2.
2.4 Imagery data conformance
Any enterprise for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the
conditions specified in the Test module in A.3.
2.5 Imagery services conformance
Any enterprise for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the
conditions specified in the Test module in A.4.
2.6 Image processing system conformance
Any image processing system for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all
of the conditions specified in the Test module in A.5.
3 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 19115, Geographic information — Metadata
ISO 19119:2005, Geographic information — Services
ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions
4 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1
band
range of wavelengths of electromagnetic radiation that produce a single response by a sensing device
4.2
calibration
process of quantitatively defining a system’s responses to known, controlled signal inputs
[CEOS WGCV]
4.3
computational viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that enables distribution through functional decomposition
of the system into objects which interact at interfaces
[ISO/IEC 10746-3]
4.4
coverage
feature that acts as a function to return values from its range for any direct position within its spatial, temporal,
or spatiotemporal domain
[ISO 19123]
4.5
digital elevation model
dataset of elevation values that are assigned algorithmically to 2-dimensional coordinates
4.6
digital number
DN
integer value representing a measurement as detected by a sensor
4.7
engineering viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the mechanisms and functions required to
support distributed interaction between objects in the system
[ISO/IEC 10746-3]
2 © ISO 2008 – All rights reserved
4.8
enterprise viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the purpose, scope and policies for that
system
[ISO/IEC 10746-3]
4.9
feature
abstraction of real world phenomena
[ISO 19101]
4.10
geographic feature
representation of real world phenomenon associated with a location relative to the Earth
4.11
geographic imagery
imagery associated with a location relative to the Earth
4.12
geographic imagery scene
geographic imagery whose data consists of measurements or simulated measurements of the natural world
produced relative to a specified vantage point and at a specified time
[Derived from ISO 22028-1]
NOTE A geographic imagery scene is a representation of an environmental landscape; it may correspond to a
remotely sensed view of the natural world or to a computer-generated virtual scene simulating such a view.
4.13
grid
network composed of two or more sets of curves in which the members of each set intersect the members of
the other sets in an algorithmic way
[ISO 19123]
4.14
imagery
representation of phenomena as images produced by electronic and/or optical techniques
NOTE In this Technical Specification, it is assumed that the phenomena have been sensed or detected by one or
more devices such as radar, cameras, photometers, and infrared and multispectral scanners.
4.15
information viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the semantics of information and
information processing
[ISO/IEC 10746-3]
4.16
interface
named set of operations that characterizes the behaviour of an entity
[ISO 19119]
4.17
interoperability
capability to communicate, execute programs, or transfer data among various functional units in a manner that
requires the user to have little or no knowledge of the unique characteristics of those units
[ISO 2382-1]
4.18
knowledge base
data base of knowledge about a particular subject
NOTE The data base contains facts, inferences, and procedures needed for problem solution [Webster Computer].
4.19
measurable quantity
attribute of a phenomenon, body or substance that may be distinguished qualitatively and determined
quantitatively
[VIM]
4.20
measurement
set of operations having the object of determining the value of a quantity
[VIM]
4.21
measurand
particular quantity subject to measurement
[VIM]
EXAMPLE Vapour pressure of a given sample of water at 20 °C.
NOTE The specification of a measurand may require statements about quantities such as time, temperature and
pressure.
4.22
metadata
data about data
[ISO 19115]
4.23
metric traceability
property of the result of a measurement or the value of a standard whereby it can be related to stated
references, usually national or international standards, through an unbroken chain of comparisons all having
stated uncertainties
[derived from VIM]
4.24
operation
specification of a transformation or query that an object may be called to execute
[ISO 19119]
NOTE An operation has a name and a list of parameters.
4 © ISO 2008 – All rights reserved
4.25
orthoimage
image in which by orthogonal projection to a reference surface, displacement of image points due to sensor
orientation and terrain relief has been removed
NOTE The amount of displacement depends on the resolution and the level of detail of the elevation information and
on the software implementation.
4.26
picture original
representation of a two-dimensional hardcopy or softcopy input image in terms of the colour-space
coordinates (or an approximation thereof)
NOTE Picture originals could be obtained from printed maps, printed pictures of a geographic imagery scene, or
drawings of geographic information, etc.
4.27
picture portrayal
representations of image data in terms of the colour-space coordinates that are appropriate for, and tightly
coupled to, the characteristics of a specified real or virtual output device and viewing
NOTE Picture portrayals are geared for visual display whether in hardcopy or softcopy.
4.28
pixel
smallest element of a digital image to which attributes are assigned
NOTE 1 This term originated as a contraction of “picture element”.
NOTE 2 Related to the concept of a grid cell.
4.29
policy
set of rules related to a particular purpose
[ISO/IEC 10746-2]
4.30
radiance
at a point on a surface and in a given direction, the radiant intensity of an element of the surface, divided by
the area of the orthogonal projection of this element on a plane perpendicular to the given direction
[ISO 31-6]
4.31
radiant energy
energy emitted, transferred or received as radiation
[ISO 31-6]
4.32
record
finite, named collection of related items (objects or values)
4.33
remote sensing
collection and interpretation of information about an object without being in physical contact with the object
4.34
resolution (of a sensor)
smallest difference between indications of a sensor that can be meaningfully distinguished
NOTE For imagery, resolution refers to radiometric, spectral, spatial and temporal resolutions.
4.35
scene
spectral radiances of a view of the natural world as measured from a specified vantage point in space and at a
specified time
[derived from ISO 22028-1]
NOTE A scene may correspond to a remotely sensed view of the natural world or to a computer-generated virtual
scene simulating such a view.
4.36
sensor
element of a measuring instrument or measuring chain that is directly affected by the measurand
[VIM]
4.37
sensor model
description of the radiometric and geometric characteristics of a sensor
4.38
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[ISO/IEC TR 14252]
4.39
technology viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the choice of technology in that system
[ISO/IEC 10746-2]
4.40
uncertainty
parameter, associated with the result of measurement, that characterizes the dispersion of values that could
reasonably be attributed to the measurand
[ISO 19116]
NOTE 1 The parameter may be, for example, a standard deviation (or a given multiple of it), or the half-width of an
interval having a stated level of confidence.
NOTE 2 Uncertainty of measurement comprises, in general, many components. Some of these components may be
evaluated from the statistical distribution of the results of series of measurements and can be characterized by
experimental standard deviations. The other components, which can also be characterized by standard deviations, are
evaluated from assumed probability distributions based on experience or other information.
NOTE 3 It is understood that the result of the measurement is the best estimate of the value of the measurand, and
that all components of uncertainty, including those arising from systematic effects, such as components associated with
corrections and reference standards, contribute to the dispersion.
6 © ISO 2008 – All rights reserved
4.41
validation
process of assessing, by independent means, the quality of the data products derived from the system outputs
[CEOS WGCV]
4.42
viewpoint (on a system)
form of abstraction achieved using a selected set of architectural concepts and structuring rules, in order to
focus on particular concerns within a system
[ISO/IEC 10746-2]
5 Abbreviated terms and symbols
5.1 Abbreviated terms
BIIF Basic Image Interchange Format
CEOS Committee on Earth Observation Satellites
CIE International Commission on Illumination
CRS Coordinate Reference System
CRT Cathode Ray Tube
CMYK Non-linear Cyan, Magenta, Yellow, Black
CW Continuous Wavelength
DCP Distributed Computing Platform
DEM Digital Elevation Model
DIAL Differential Absorption LIDAR
DN Digital Number
DSS Decision Support Service
EOS Earth Observation Satellite
EOSDIS Earth Observing System Data and Information System
FIFO First In, First Out
FOV Field of View
G Gravity
GEO Geosynchronous Earth Orbit
GEOTIFF Tagged Image File Format for Geographic Imagery
GHz Gigahertz
GIS Geographic Information System
GLONASS Global Navigation Satellite System
GPS Global Positioning System
GSD Ground Sample Distance
GSI Ground Sample Interval
HDF Hierarchical Data Format
HSB Hue, Saturation, Brightness
HSV Hue, Saturation, Value
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IEC International Electrotechnical Commission
IfSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar
IGFOV Instantaneous Geometric Field of View
IHO International Hydrographic Organization
IUS Image Understanding System
SI International System
ISR Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance
ISAR Inverse Synthetic Aperture Radar
ISPRS International Society for Photogrammetry and Remote Sensing
IHO International Hydrographic Organization
IT Information Technology
ITU-R International Telecommunication Union Radiocommunication Sector
JPEG Joint Photographic Experts Group
LEO Low Earth Orbit
LIFO Last In, First Out
NASA National Aeronautical and Space Administration
NATO North Atlantic Treaty Organization
NCSA National Center for Supercomputing Applications
NEXRAD Next Generation Radar
NIIA NATO ISR Interoperability Architecture
8 © ISO 2008 – All rights reserved
NSIF NATO Secondary Imagery Format
NSILI NATO Standard Image Library Interface
ODP Open Distributed Processing (see RM-ODP)
OGC OpenGeospatial® Consortium
OLAP Online Analytical Processing
RCS Radar Cross Section
RGB Red, Green, Blue
RGBI Red, Green, Blue, Intensity
RM-ODP Reference Model for Open Distributed Processing
RMSE Root Mean Squared Error
SAR Synthetic Aperture Radar
STANAG Standardization Agreement
SPCS State Plane Coordinate System
SQL Standard Query Language
TIFF Tagged Image File Format
UML Unified Modelling Language
UTM Universal Transverse Mercator
VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology
WMO World Meteorological Organization
YCrCb Luminance and Chrominance
5.2 Symbols
wavelength
λ
o
radar backscatter
σ
η volume backscatter coefficient
ν
σ radar target reflective strength
6 Notation
The conceptual schema specified in this Technical Specification is described using the Unified Modelling
[84]
Language (UML), following the guidance of ISO/TS 19103 . Several model elements used in this schema
are defined in other ISO geographic information standards. Names of UML classes, with the exception of
basic data type classes, include a two-letter prefix that identifies the standard and the UML package in which
the class is defined. Table 1 lists the other standards and packages in which UML classes used in this
Technical Specification have been defined.
Table 1 — Sources of defined UML classes
Prefix Standard Package
CV ISO 19123 Coverages
FC ISO 19110 Feature cataloguing
GF ISO 19109 Rules for Application Schema
IG ISO/TS 19101-2 Reference model — Imagery
LI ISO 19115 Metadata
7 Enterprise viewpoint – community objectives and policies
7.1 General
The enterprise viewpoint on a geographic imagery processing system and its environment focuses on the
[78]
purpose, scope and policies as is done in ODP systems . The purpose is provided as the objective of the
geographic imagery community. The scope is defined through a high-level scenario in 7.3 and through use
cases in Annex C. Policies are discussed in 7.4 through a set of criteria for developing policies for geographic
imagery systems as well as several example international policies relating to geographic imagery. The
enterprise viewpoint provides a context for the development of standards in the other viewpoints.
7.2 Geographic imagery community objective
The central concept of the enterprise viewpoint is how the geographic imagery community interacts to enable
imagery collected from different sources to become an integrated digital representation of the Earth widely
accessible for humanity’s critical decisions. The enterprise viewpoint provides the metric traceability between
this objective and the system design for distributed geographic imagery processing systems.
The fundamental goal of the geographic imagery community is to advance and protect interests of humanity
by development of imaging capabilities, and by sustaining and enhancing the geographic imagery industry.
Doing so will also foster economic growth, contribute to environmental stewardship, and enable scientific and
technological excellence.
7.3 Geographic imagery scenario
Figure 1 provides an example of a geographic imagery scenario. The context is that a customer requests
geographic imagery information to be used with other information, including other geographic information, in
support of a decision. The analyst is key in the role of decision support.
The customer’s request for geographic imagery information is assessed in the planning step. The customer’s
desired information may be readily available from an archive or a model, or may be processed from
information in an archive or available from a model. In this scenario, a model is a simulation of some portion of
the geographic environment able to produce geographic imagery. Some additional processing may be needed
on the archive or model outputs in order to meet the customer’s request.
10 © ISO 2008 – All rights reserved
The customer’s request for geographic imagery may require collection of new imagery. Tasking determines
the available sensors and platforms and develops an imagery acquisition request. The sensor is tasked to
acquire the raw data and the acquisition is performed. Acquisition of the imagery data is done in accordance
with the acquisition policies.
Whether the customer’s request is to be satisfied from an archive holding, a model output, or a data
acquisition, typically some type of additional processing is needed. This could range from changing the
encoding format of the imagery to creating derived imagery or image knowledge products. The resulting
imagery information may be applied with additional information to form a response that meets the customer’s
needs. Distribution of the imagery information response is done in accordance with the distribution policies.
Geographic imagery community
Planning
Request
Planner
Constraint:
Acquisition Model
Policies
Tasking
Customer
Archive
Sensor
Response
Acquisition
Response
Other
information,
including
Process
geographic
Constraint:
Distribution
Apply
Analyst
Policies
Figure 1 — Geographic imagery scenario
7.4 Geographic imagery policies
7.4.1 Introduction to policies
[78]
A policy, as defined in ISO/IEC 10746-2 , is a set of rules related to a particular purpose. A rule can be
expressed as an obligation, a permission or a prohibition. Not every policy is a constraint. Some policies
represent an empowerment.
Some geographic imagery policies promulgated by international organizations are included in 7.4.2 and 7.4.3.
They may apply to particular geographic imagery systems.
Organizations involved in imagery work should develop policies consistent with the guidelines in Table 2.
7.4.2 Policy development guidelines
Guidelines for development of policies for geographic imagery systems are listed in Table 2. In this Technical
Specification, “policy” refers primarily to issues of ownership, terms and conditions of use and charging for
geographic imagery.
Table 2 — Policy development guidelines
Stability Stability of data and services over time is essential so that investment decisions can be
made with a correct understanding of the conditions of the future marketplace.
Specific policies include continuity in data collection, consistency in format, frequency
of observations, and access to comparable data over time.
Simplicity Access to geographic imagery is subject to many interpretations driven by the variety of
people and organizations with informed opinions about the subject. Simple policies that
avoid the pitfalls of becoming too deeply entrenched in implementation are necessary.
Fair treatment Given that much geographic imagery is publicly funded, there is a concern for fair
treatment to be applied and to be seen to be applied. This means explicit conditions of
access that do not arbitrarily favour one group or penalize another group.
Growth Growth in the types, extent and volume of geographic imagery is desired. Policies that
support growth are critical.
Maximum access There is widespread interest in maximizing the use of geographic imagery. Image
access should follow open standards to allow the integrated use of imagery from
multiple sources.
Sustainability A combination of high investment costs plus a high potential value of the data in the
long-term means that the value of a sustainable geographic imagery sector should not
disappear shortly after applications have been brought to a mature stage.
7.4.3 Policies
7.4.3.1 Imagery acquisition policies
[36]
The United Nations resolution “Principles Relating to Remote Sensing of the Earth from Space” (see also
Annex D) was adopted by the United Nations as part of the progression of formulating international rules to
enhance opportunities for international cooperation in space.
[21]
The International Telecommunication Union – Radiocommunication (ITU-R) has drafted a handbook that
identifies radio frequencies that are critical to meteorological measurements and which should not be used for
radio transmission as a matter of policy. These measurements would be degraded by radio transmission from
non-meteorological sources.
7.4.3.2 Imagery distribution policies
[22]
The World Meteorological Organization (WMO) has promulgated a resolution that identifies radio
frequencies that are critical to meteorological measurements and their distribution.
7.4.3.3 Enterprise development policies
A policy of standardization for data and interfaces is one of the essential building blocks of the Information
Society. There should be particular emphasis on the development and adoption of International Standards.
The development and use of open, interoperable, non-discriminatory and demand-driven standards that take
into account needs of users and consumers is a basic element for the development and greater diffusion of
[37]
information and communication technologies and more affordable access to them .
12 © ISO 2008 – All rights reserved
8 Information Viewpoint – knowledge-based decisions
8.1 Introduction to Information Viewpoint
8.1.1 Introduction to types of geographic imagery
The term “image” is not explicitly defined or addressed in this reference model since there are many meanings
of image within various user contexts. Geographic imagery however is defined in this Technical Specification.
Geographic imagery is imagery whose data is associated with a location relative to the Earth. To view
geographic imagery, a presentation process is required.
To place geographic imagery in the larger context of imagery, various types of “images” are shown in Figure 2,
[27]
which is derived from the image state diagram of ISO 22028-1:2004 . ISO 22028
...
SLOVENSKI STANDARD
01-september-2009
*HRJUDIVNHLQIRUPDFLMH5HIHUHQþQLPRGHOGHO3RGREH
Geographic information - Reference model - Part 2: Imagery
Information géographique - Modèle de réference - Partie 2: Imagerie
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TS 19101-2:2008
ICS:
35.240.70 Uporabniške rešitve IT v IT applications in science
znanosti
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 19101-2
First edition
2008-06-01
Geographic information — Reference
model —
Part 2:
Imagery
Information géographique — Modèle de réference —
Partie 2: Imagerie
Reference number
©
ISO 2008
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2008
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Conformance. 1
2.1 General. 1
2.2 Enterprise conformance . 1
2.3 Sensor conformance . 1
2.4 Imagery data conformance . 1
2.5 Imagery services conformance . 1
2.6 Image processing system conformance . 1
3 Normative references . 2
4 Terms and definitions. 2
5 Abbreviated terms and symbols . 7
5.1 Abbreviated terms . 7
5.2 Symbols . 9
6 Notation . 10
7 Enterprise Viewpoint – community objectives and policies . 10
7.1 General. 10
7.2 Geographic imagery community objective . 10
7.3 Geographic imagery scenario . 10
7.4 Geographic imagery policies. 11
7.4.1 Introduction to policies . 11
7.4.2 Policy development guidelines . 12
7.4.3 Policies . 12
8 Information Viewpoint – knowledge based decisions . 13
8.1 Introduction to Information Viewpoint. 13
8.1.1 Introduction to types of geographic imagery . 13
8.1.2 Creating knowledge from imagery. 14
8.1.3 General Feature Model . 16
8.1.4 Topics relevant across data, information, and knowledge . 17
8.2 Sensor data package. 18
8.2.1 General. 18
8.2.2 Sensors and platforms. 18
8.2.3 Optical sensing . 19
8.2.4 Microwave sensing. 21
8.2.5 LIDAR sensor . 24
8.2.6 Sonar sensor. 27
8.2.7 Digital images from film . 28
8.2.8 Scanned maps. 28
8.2.9 Calibration, validation and metrology . 28
8.2.10 Position and attitude determination . 29
8.2.11 Image acquisition request . 30
8.3 Geographic imagery information – processed, located, gridded . 30
8.3.1 General. 30
8.3.2 IG_Scene. 30
8.3.3 Derived imagery. 34
8.3.4 Imagery metadata . 37
8.3.5 Encoding rules for imagery . 38
8.3.6 Imagery compression . 39
8.4 Geographic imagery knowledge – inference and interpretation. 40
8.4.1 General . 40
8.4.2 Knowledge from imagery . 40
8.4.3 Image understanding and classification .40
8.4.4 IG_KnowledgeBase. 42
8.5 Geographic imagery decision support – context-specific applications . 44
8.5.1 General . 44
8.5.2 Decision support services . 44
8.5.3 Geographic portrayal. 45
8.5.4 Fitness for Use Context. 48
8.5.5 Decision fusion . 50
9 Computational Viewpoint – services for imagery. 50
9.1 Task-oriented computation. 50
9.2 Computational patterns. 50
9.3 Geographic imagery services. 52
9.4 Service chaining for imagery. 53
9.5 Service metadata. 53
10 Engineering Viewpoint – deployment approaches. 54
10.1 General . 54
10.2 Distributed system for geographic imagery. 54
10.3 Imagery Collection Node . 55
10.4 Sensor Processing Node. 56
10.5 Imagery Archive Node . 57
10.6 Value Added Processing Node. 58
10.7 Decision Support Node . 59
10.8 Channels: networks and DCPs. 60
10.8.1 Imagery considerations for channels . 60
10.8.2 Space to ground communications . 60
Annex A (normative) Abstract test suite. 61
Annex B (informative) ISO Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP). 63
Annex C (informative) Imagery use cases . 64
Annex D (informative) Principles relating to remote sensing of the Earth from space. 68
Bibliography . 71
iv © ISO 2008 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has
been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
— an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
— an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 19101-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 211, Geographic information/Geomatics.
ISO 19101 consists of the following parts, under the general title Geographic information — Reference model:
1)
⎯ Part 1: Fundamental
⎯ Part 2: Imagery [Technical Specification]
1) To be published. (Revision of ISO 19101:2002)
Introduction
This Technical Specification provides a reference model for processing of geographic imagery which is
frequently done in open distributed manners. The motivating themes addressed in this reference model are
given below.
In terms of volume, imagery is the dominant form of geographic information.
⎯ Stored geographic imagery volume will grow to the order of an exabyte.
⎯ National imagery archives are multiple petabytes in size; ingesting a terabyte per day.
⎯ Individual application data centers are archiving hundreds of terabytes of imagery.
⎯ Tens of thousands of datasets have been catalogued but are not yet online.
Large volumes of geographic imagery will not be portrayed directly by humans. Human attention is the scarce
resource, and is insufficient to view petabytes of data. Semantic processing will be required: for example,
automatic detection of features; data mining based on geographic concepts.
Information technology allows the sharing of geographic information products through processing of
geographic imagery. Standards are needed to increase creation of products. A number of existing standards
are used for the exchange of geographic imagery.
Examples of technical, legal, and administrative hurdles to moving imagery online include
⎯ technical issues of accessibility – geocoding, geographic access standards,
⎯ maintenance of intellectual property rights,
⎯ maintenance of individual privacy rights as resolution increases, and
⎯ technical issues of compatibility requiring standards.
Governments have been the predominant suppliers of remotely sensed data in the past. This is changing with
the commercialization of remotely sensed data acquisition. Geographic imagery is a key input to decision
support for policy makers.
The ultimate challenge is to enable the geographic imagery collected from different sources to become an
integrated digital representation of the Earth widely accessible for humanity’s critical decisions.
Currently a large number of standards exist that describe imagery data. The processing of imagery across
multiple organizations and information technologies (IT) is hampered by the lack of a common abstract
architecture. The establishment of a common framework will foster convergence at the framework level. In the
future, multiple implementation standards are needed for data format and service interoperability to carry out
the architecture defined in this Technical Specification.
The objective of this Technical Specification is the coordinated development of standards that allow the
benefits of distributed geographic image processing to be realized in an environment of heterogeneous IT
resources and multiple organizational domains. An underlying assumption is that uncoordinated
standardization activities made without a plan cannot be united under the necessary framework.
This Technical Specification provides a reference model for the processing of geographic imagery which is
frequently done in open distributed manners. The basis for defining an information system in this
vi © ISO 2008 – All rights reserved
[78]
Technical Specification is the Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP) . A brief
description of RM-ODP can be referenced in Annex B. The basis for defining geographic information in this
specification is the ISO 19100 family of standards.
[78]
The RM-ODP viewpoints are used in the following fashion:
⎯ Typical users and their business activities, and policies to carry out those activities, are addressed in the
Enterprise Viewpoint.
⎯ Data structures and the progressive addition of value to the resulting products are found in the schemas
of the Information Viewpoint.
⎯ Individual processing services and the chaining of services are addressed in the Computational Viewpoint.
Approaches to deploy the components of the Information and Computational viewpoints to distributed physical
locations are addressed in the Engineering Viewpoint.
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 19101-2:2008(E)
Geographic information — Reference model —
Part 2:
Imagery
1 Scope
This part of ISO 19101 defines a reference model for standardization in the field of geographic imagery
processing. This reference model identifies the scope of the standardization activity being undertaken and the
context in which it takes place. The reference model includes gridded data with an emphasis on imagery.
Although structured in the context of information technology and information technology standards, this
Technical Specification is independent of any application development method or technology implementation
approach.
2 Conformance
2.1 General
To conform to this Technical Specification, all of the conditions specified for at least one of the conformance
classes described below shall be satisfied.
2.2 Enterprise conformance
Any enterprise that claims conformance to this Technical Specification shall satisfy all of the conditions
specified in the Test module in A.1.
2.3 Sensor conformance
Any sensor for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the conditions
specified in the Test module in A.2.
2.4 Imagery data conformance
Any enterprise for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the
conditions specified in the Test module in A.3.
2.5 Imagery services conformance
Any enterprise for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all of the
conditions specified in the Test module in A.4.
2.6 Image processing system conformance
Any image processing system for which conformance to this Technical Specification is claimed shall satisfy all
of the conditions specified in the Test module in A.5.
3 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 19115, Geographic information — Metadata
ISO 19119:2005, Geographic information — Services
ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions
4 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1
band
range of wavelengths of electromagnetic radiation that produce a single response by a sensing device
4.2
calibration
process of quantitatively defining a system’s responses to known, controlled signal inputs
[CEOS WGCV]
4.3
computational viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that enables distribution through functional decomposition
of the system into objects which interact at interfaces
[ISO/IEC 10746-3]
4.4
coverage
feature that acts as a function to return values from its range for any direct position within its spatial, temporal,
or spatiotemporal domain
[ISO 19123]
4.5
digital elevation model
dataset of elevation values that are assigned algorithmically to 2-dimensional coordinates
4.6
digital number
DN
integer value representing a measurement as detected by a sensor
4.7
engineering viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the mechanisms and functions required to
support distributed interaction between objects in the system
[ISO/IEC 10746-3]
2 © ISO 2008 – All rights reserved
4.8
enterprise viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the purpose, scope and policies for that
system
[ISO/IEC 10746-3]
4.9
feature
abstraction of real world phenomena
[ISO 19101]
4.10
geographic feature
representation of real world phenomenon associated with a location relative to the Earth
4.11
geographic imagery
imagery associated with a location relative to the Earth
4.12
geographic imagery scene
geographic imagery whose data consists of measurements or simulated measurements of the natural world
produced relative to a specified vantage point and at a specified time
[Derived from ISO 22028-1]
NOTE A geographic imagery scene is a representation of an environmental landscape; it may correspond to a
remotely sensed view of the natural world or to a computer-generated virtual scene simulating such a view.
4.13
grid
network composed of two or more sets of curves in which the members of each set intersect the members of
the other sets in an algorithmic way
[ISO 19123]
4.14
imagery
representation of phenomena as images produced by electronic and/or optical techniques
NOTE In this Technical Specification, it is assumed that the phenomena have been sensed or detected by one or
more devices such as radar, cameras, photometers, and infrared and multispectral scanners.
4.15
information viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the semantics of information and
information processing
[ISO/IEC 10746-3]
4.16
interface
named set of operations that characterizes the behaviour of an entity
[ISO 19119]
4.17
interoperability
capability to communicate, execute programs, or transfer data among various functional units in a manner that
requires the user to have little or no knowledge of the unique characteristics of those units
[ISO 2382-1]
4.18
knowledge base
data base of knowledge about a particular subject
NOTE The data base contains facts, inferences, and procedures needed for problem solution [Webster Computer].
4.19
measurable quantity
attribute of a phenomenon, body or substance that may be distinguished qualitatively and determined
quantitatively
[VIM]
4.20
measurement
set of operations having the object of determining the value of a quantity
[VIM]
4.21
measurand
particular quantity subject to measurement
[VIM]
EXAMPLE Vapour pressure of a given sample of water at 20 °C.
NOTE The specification of a measurand may require statements about quantities such as time, temperature and
pressure.
4.22
metadata
data about data
[ISO 19115]
4.23
metric traceability
property of the result of a measurement or the value of a standard whereby it can be related to stated
references, usually national or international standards, through an unbroken chain of comparisons all having
stated uncertainties
[derived from VIM]
4.24
operation
specification of a transformation or query that an object may be called to execute
[ISO 19119]
NOTE An operation has a name and a list of parameters.
4 © ISO 2008 – All rights reserved
4.25
orthoimage
image in which by orthogonal projection to a reference surface, displacement of image points due to sensor
orientation and terrain relief has been removed
NOTE The amount of displacement depends on the resolution and the level of detail of the elevation information and
on the software implementation.
4.26
picture original
representation of a two-dimensional hardcopy or softcopy input image in terms of the colour-space
coordinates (or an approximation thereof)
NOTE Picture originals could be obtained from printed maps, printed pictures of a geographic imagery scene, or
drawings of geographic information, etc.
4.27
picture portrayal
representations of image data in terms of the colour-space coordinates that are appropriate for, and tightly
coupled to, the characteristics of a specified real or virtual output device and viewing
NOTE Picture portrayals are geared for visual display whether in hardcopy or softcopy.
4.28
pixel
smallest element of a digital image to which attributes are assigned
NOTE 1 This term originated as a contraction of “picture element”.
NOTE 2 Related to the concept of a grid cell.
4.29
policy
set of rules related to a particular purpose
[ISO/IEC 10746-2]
4.30
radiance
at a point on a surface and in a given direction, the radiant intensity of an element of the surface, divided by
the area of the orthogonal projection of this element on a plane perpendicular to the given direction
[ISO 31-6]
4.31
radiant energy
energy emitted, transferred or received as radiation
[ISO 31-6]
4.32
record
finite, named collection of related items (objects or values)
4.33
remote sensing
collection and interpretation of information about an object without being in physical contact with the object
4.34
resolution (of a sensor)
smallest difference between indications of a sensor that can be meaningfully distinguished
NOTE For imagery, resolution refers to radiometric, spectral, spatial and temporal resolutions.
4.35
scene
spectral radiances of a view of the natural world as measured from a specified vantage point in space and at a
specified time
[derived from ISO 22028-1]
NOTE A scene may correspond to a remotely sensed view of the natural world or to a computer-generated virtual
scene simulating such a view.
4.36
sensor
element of a measuring instrument or measuring chain that is directly affected by the measurand
[VIM]
4.37
sensor model
description of the radiometric and geometric characteristics of a sensor
4.38
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[ISO/IEC TR 14252]
4.39
technology viewpoint
viewpoint on an ODP system and its environment that focuses on the choice of technology in that system
[ISO/IEC 10746-2]
4.40
uncertainty
parameter, associated with the result of measurement, that characterizes the dispersion of values that could
reasonably be attributed to the measurand
[ISO 19116]
NOTE 1 The parameter may be, for example, a standard deviation (or a given multiple of it), or the half-width of an
interval having a stated level of confidence.
NOTE 2 Uncertainty of measurement comprises, in general, many components. Some of these components may be
evaluated from the statistical distribution of the results of series of measurements and can be characterized by
experimental standard deviations. The other components, which can also be characterized by standard deviations, are
evaluated from assumed probability distributions based on experience or other information.
NOTE 3 It is understood that the result of the measurement is the best estimate of the value of the measurand, and
that all components of uncertainty, including those arising from systematic effects, such as components associated with
corrections and reference standards, contribute to the dispersion.
6 © ISO 2008 – All rights reserved
4.41
validation
process of assessing, by independent means, the quality of the data products derived from the system outputs
[CEOS WGCV]
4.42
viewpoint (on a system)
form of abstraction achieved using a selected set of architectural concepts and structuring rules, in order to
focus on particular concerns within a system
[ISO/IEC 10746-2]
5 Abbreviated terms and symbols
5.1 Abbreviated terms
BIIF Basic Image Interchange Format
CEOS Committee on Earth Observation Satellites
CIE International Commission on Illumination
CRS Coordinate Reference System
CRT Cathode Ray Tube
CMYK Non-linear Cyan, Magenta, Yellow, Black
CW Continuous Wavelength
DCP Distributed Computing Platform
DEM Digital Elevation Model
DIAL Differential Absorption LIDAR
DN Digital Number
DSS Decision Support Service
EOS Earth Observation Satellite
EOSDIS Earth Observing System Data and Information System
FIFO First In, First Out
FOV Field of View
G Gravity
GEO Geosynchronous Earth Orbit
GEOTIFF Tagged Image File Format for Geographic Imagery
GHz Gigahertz
GIS Geographic Information System
GLONASS Global Navigation Satellite System
GPS Global Positioning System
GSD Ground Sample Distance
GSI Ground Sample Interval
HDF Hierarchical Data Format
HSB Hue, Saturation, Brightness
HSV Hue, Saturation, Value
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IEC International Electrotechnical Commission
IfSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar
IGFOV Instantaneous Geometric Field of View
IHO International Hydrographic Organization
IUS Image Understanding System
SI International System
ISR Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance
ISAR Inverse Synthetic Aperture Radar
ISPRS International Society for Photogrammetry and Remote Sensing
IHO International Hydrographic Organization
IT Information Technology
ITU-R International Telecommunication Union Radiocommunication Sector
JPEG Joint Photographic Experts Group
LEO Low Earth Orbit
LIFO Last In, First Out
NASA National Aeronautical and Space Administration
NATO North Atlantic Treaty Organization
NCSA National Center for Supercomputing Applications
NEXRAD Next Generation Radar
NIIA NATO ISR Interoperability Architecture
8 © ISO 2008 – All rights reserved
NSIF NATO Secondary Imagery Format
NSILI NATO Standard Image Library Interface
ODP Open Distributed Processing (see RM-ODP)
OGC OpenGeospatial® Consortium
OLAP Online Analytical Processing
RCS Radar Cross Section
RGB Red, Green, Blue
RGBI Red, Green, Blue, Intensity
RM-ODP Reference Model for Open Distributed Processing
RMSE Root Mean Squared Error
SAR Synthetic Aperture Radar
STANAG Standardization Agreement
SPCS State Plane Coordinate System
SQL Standard Query Language
TIFF Tagged Image File Format
UML Unified Modelling Language
UTM Universal Transverse Mercator
VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology
WMO World Meteorological Organization
YCrCb Luminance and Chrominance
5.2 Symbols
wavelength
λ
o
radar backscatter
σ
η volume backscatter coefficient
ν
σ radar target reflective strength
6 Notation
The conceptual schema specified in this Technical Specification is described using the Unified Modelling
[84]
Language (UML), following the guidance of ISO/TS 19103 . Several model elements used in this schema
are defined in other ISO geographic information standards. Names of UML classes, with the exception of
basic data type classes, include a two-letter prefix that identifies the standard and the UML package in which
the class is defined. Table 1 lists the other standards and packages in which UML classes used in this
Technical Specification have been defined.
Table 1 — Sources of defined UML classes
Prefix Standard Package
CV ISO 19123 Coverages
FC ISO 19110 Feature cataloguing
GF ISO 19109 Rules for Application Schema
IG ISO/TS 19101-2 Reference model — Imagery
LI ISO 19115 Metadata
7 Enterprise viewpoint – community objectives and policies
7.1 General
The enterprise viewpoint on a geographic imagery processing system and its environment focuses on the
[78]
purpose, scope and policies as is done in ODP systems . The purpose is provided as the objective of the
geographic imagery community. The scope is defined through a high-level scenario in 7.3 and through use
cases in Annex C. Policies are discussed in 7.4 through a set of criteria for developing policies for geographic
imagery systems as well as several example international policies relating to geographic imagery. The
enterprise viewpoint provides a context for the development of standards in the other viewpoints.
7.2 Geographic imagery community objective
The central concept of the enterprise viewpoint is how the geographic imagery community interacts to enable
imagery collected from different sources to become an integrated digital representation of the Earth widely
accessible for humanity’s critical decisions. The enterprise viewpoint provides the metric traceability between
this objective and the system design for distributed geographic imagery processing systems.
The fundamental goal of the geographic imagery community is to advance and protect interests of humanity
by development of imaging capabilities, and by sustaining and enhancing the geographic imagery industry.
Doing so will also foster economic growth, contribute to environmental stewardship, and enable scientific and
technological excellence.
7.3 Geographic imagery scenario
Figure 1 provides an example of a geographic imagery scenario. The context is that a customer requests
geographic imagery information to be used with other information, including other geographic information, in
support of a decision. The analyst is key in the role of decision support.
The customer’s request for geographic imagery information is assessed in the planning step. The customer’s
desired information may be readily available from an archive or a model, or may be processed from
information in an archive or available from a model. In this scenario, a model is a simulation of some portion of
the geographic environment able to produce geographic imagery. Some additional processing may be needed
on the archive or model outputs in order to meet the customer’s request.
10 © ISO 2008 – All rights reserved
The customer’s request for geographic imagery may require collection of new imagery. Tasking determines
the available sensors and platforms and develops an imagery acquisition request. The sensor is tasked to
acquire the raw data and the acquisition is performed. Acquisition of the imagery data is done in accordance
with the acquisition policies.
Whether the customer’s request is to be satisfied from an archive holding, a model output, or a data
acquisition, typically some type of additional processing is needed. This could range from changing the
encoding format of the imagery to creating derived imagery or image knowledge products. The resulting
imagery information may be applied with additional information to form a response that meets the customer’s
needs. Distribution of the imagery information response is done in accordance with the distribution policies.
Geographic imagery community
Planning
Request
Planner
Constraint:
Acquisition Model
Policies
Tasking
Customer
Archive
Sensor
Response
Acquisition
Response
Other
information,
including
Process
geographic
Constraint:
Distribution
Apply
Analyst
Policies
Figure 1 — Geographic imagery scenario
7.4 Geographic imagery policies
7.4.1 Introduction to policies
[78]
A policy, as defined in ISO/IEC 10746-2 , is a set of rules related to a particular purpose. A rule can be
expressed as an obligation, a permission or a prohibition. Not every policy is a constraint. Some policies
represent an empowerment.
Some geographic imagery policies promulgated by international organizations are included in 7.4.2 and 7.4.3.
They may apply to particular geographic imagery systems.
Organizations involved in imagery work should develop policies consistent with the guidelines in Table 2.
7.4.2 Policy development guidelines
Guidelines for development of policies for geographic imagery systems are listed in Table 2. In this Technical
Specification, “policy” refers primarily to issues of ownership, terms and conditions of use and charging for
geographic imagery.
Table 2 — Policy development guidelines
Stability Stability of data and services over time is essential so that investment decisions can be
made with a correct understanding of the conditions of the future marketplace.
Specific policies include continuity in data collection, consistency in format, frequency
of observations, and access to comparable data over time.
Simplicity Access to geographic imagery is subject to many interpretations driven by the variety of
people and organizations with informed opinions about the subject. Simple policies that
avoid the pitfalls of becoming too deeply entrenched in implementation are necessary.
Fair treatment Given that much geographic imagery is publicly funded, there is a concern for fair
treatment to be applied and to be seen to be applied. This means explicit conditions of
access that do not arbitrarily favour one group or penalize another group.
Growth Growth in the types, extent and volume of geographic imagery is desired. Policies that
support growth are critical.
Maximum access There is widespread interest in maximizing the use of geographic imagery. Image
access should follow open standards to allow the integrated use of imagery from
multiple sources.
Sustainability A combination of high investment costs plus a high potential value of the data in the
long-term means that the value of a sustainable geographic imagery sector should not
disappear shortly after applications have been brought to a mature stage.
7.4.3 Policies
7.4.3.1 Imagery acquisition policies
[36]
The United Nations resolution “Principles Relating to Remote Sensing of the Earth from Space” (see also
Annex D) was adopted by the United Nations as part of the progression of formulating international rules to
enhance opportunities for international cooperation in space.
[21]
The International Telecommunication Union – Radiocommunication (ITU-R) has drafted a handbook that
identifies radio frequencies that are critical to meteorological measurements and which should not be used for
radio transmission as a matter of policy. These measurements would be degraded by radio transmission from
non-meteorological sources.
7.4.3.2 Imagery distribution policies
[22]
The World Meteorological Organization (WMO) has promulgated a resolution that identifies radio
frequencies that are critical to meteorological measurements and their distribution.
7.4.3.3 Enterprise development policies
A policy of standardization
...
ТЕХНИЧЕСКИЕ ISO/TS
УСЛОВИЯ 19101-2
Первое издание
2008-06-01
Географическая информация.
Эталонная модель.
Часть 2.
Изображения
Geographic information – Reference model –
Part 2: Imagery
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
©
ISO 2008
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или смотреть на экране, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на установку интегрированных шрифтов в компьютере, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe - торговый знак Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все меры
предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами – членами ISO. В
редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просим информировать Центральный секретариат
по адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2008
Все права сохраняются. Если не задано иначе, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу ниже или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.orgубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2008 – Все права сохраняются
Содержание Страница
Предисловие .v
Введение .vi
1 Область применения .1
2 Соответствие.1
2.1 Общие положения .1
2.2 Соответствие в масштабе предприятия .1
2.3 Соответствие датчика .1
2.4 Соответствие данных изображений.1
2.5 Соответствие сервисов изображений.1
2.6 Соответствие системы обработки изображений.1
3 Нормативные ссылки .2
4 Термины и определения .2
5 Сокращения и символы .8
5.1 Аббревиатура.8
5.2 Символы .10
6 Нотация.11
7 Система взглядов в масштабе предприятия – цели и линии поведения сообщества.11
7.1 Общие положения .11
7.2 Цель сообщества по географическим изображениям .11
7.3 Сценарий географических изображений .11
7.4 Поведение (алгоритмы) при работе с географическими изображениями.13
7.4.1 Введение к линиям поведения .13
7.4.2 Руководящие указания для разработки линий поведения .13
7.4.3 Линии поведения.14
8 Информационная точка зрения – решения на основе знаний .14
8.1 Введение к информационной точке зрения.14
8.1.1 Представление типов географических изображений .14
8.1.2 Формирование знаний на основе изображений.16
8.1.3 Общая модель свойства .18
8.1.4 Темы, значимые через данные, информацию и знания.19
8.2 Модуль данных датчика.20
8.2.1 Общие положения .20
8.2.2 Датчики и инструментальные комплексы.20
8.2.3 Оптическое восприятие (зондирование) .21
8.2.4 Сканирование в микроволновом диапазоне .23
8.2.5 Датчик LIDAR .26
8.2.6 Гидроакустический датчик .29
8.2.7 Цифровые изображения с пленки .30
8.2.8 Сканированные карты.31
8.2.9 Калибровка, проверка достоверности и метрология.31
8.2.10 Определение положения и высоты.32
8.2.11 Запрос на приобретение изображений .33
8.3 Географическая информация об изображениях – обработанных, привязанных к
определенному местоположению и координатам.33
8.3.1 Общие положения .33
8.3.2 Модуль сцены географических изображений (IG_Scene) .33
8.3.3 Производное изображение.38
8.3.4 Метаданные изображений .41
8.3.5 Правила кодирования для изображений . 41
8.3.6 Компрессия изображений . 43
8.4 Знание географических изображений – логический вывод и интерпретация . 44
8.4.1 Общие положения. 44
8.4.2 Знание от изображения . 44
8.4.3 Понимание и классификация изображений . 44
8.4.4 Модуль базы знания географического изображения (IG_KnowledgeBase). 46
8.5 Поддержка решений по географическим изображениям – контекстные
специфические приложения. 48
8.5.1 Общие положения. 48
8.5.2 Сервисы поддержки решений. 48
8.5.3 Представление географической информации людям . 49
8.5.4 Соответствие контексту использования . 52
8.5.5 Слияние данных для выбора решения . 54
9 Вычислительная точка зрения – сервисы для изображений. 55
9.1 Вычисления, ориентированные на задачу. 55
9.2 Вычислительные шаблоны. 55
9.3 Сервисы географических изображений. 56
9.4 Связывание цепочки сервисов для изображений. 58
9.5 Метаданные сервиса. 58
10 Инженерная точка зрения – подходы к разработке . 58
10.1 Общие положения. 58
10.2 Распределенная система для географических изображений. 59
10.3 Узел коллекции изображений. 61
10.4 Узел обработки данных чувствительных элементов . 62
10.5 Узел архива изображений . 63
10.6 Узлы обработки с ”добавленной стоимостью”. 63
10.7 Узел поддержки принятия решений. 64
10.8 Каналы: сети и распределенные вычислительные платформы (DCPs) . 65
10.8.1 Рассмотрение изображений для каналов. 65
10.8.2 Система связи космос – земля . 66
Приложение A (нормативное) Абстрактная тестовая последовательность . 67
Приложение B (информативное) Эталонная модель ISO для открытой распределенной
обработки данных (RM-ODP) . 69
Приложение C (информативное) Случаи использования изображений . 70
Приложение D (информативное) Принципы, относящиеся к дистанционному зондированию
Земли из космоса. 74
Библиография . 77
iv © ISO 2008 – Все права сохраняются
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. Что касается стандартизации в области электротехники, то
ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC).
Проекты международных стандартов разрабатываются в соответствии с правилами Директив ISO/IEC,
Часть 2.
Основной задачей технических комитетов является подготовка международных стандартов. Проекты
международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются комитетам-членам на
голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения не менее
75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
В других обстоятельствах, в частности, когда возникает срочная коммерческая потребность в таких
документах, технические комитеты могут принять решение на публикацию других типов нормативного
документа:
- общедоступные технические условия ISO (ISO/PAS) представляет согласие между техническими
экспертами в рабочей группе ISO. Она принимается для публикации, если её одобряют более 50%
членов вышестоящего комитета, участвующих в голосовании;
- технические условия ISO (ISO/TS) представляет согласие между членами технического комитета.
Она принимается для публикации, если её одобряют 2/3 членов комитета, участвующих в
голосовании
ISO/PAS или ISO/TS пересматриваются через три года, чтобы принять одно из следующих решений:
документ соответствует для использования в течение последующих трех лет; пересмотренный
документ становится международным стандартом или он должен быть выведен из обращения. Если
статус документа ISO/PAS или ISO/TS подтверждается, то он снова пересматривается через
последующие три года, после чего документ должен быть преобразован в международный стандарт
или отозван.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть
объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не может нести
ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO/TS 19101-2 подготовил Технический комитет ISO/TC 211, Географическая информация/Геоматика.
ISO 19101 состоит из следующих частей под общим заголовком Географическая информация.
Эталонная модель:
1)
⎯ Часть 1. Принцип
⎯ Часть 2. Изображения [Технические условия]
1) Готовится к публикации (Пересмотр ISO 19101:2002)
Введение
Настоящие Технические условия предоставляют эталонную модель для обработки географических
изображений, которая часто осуществляется открытыми распределенными способами. Ниже даются
основные темы, на которые обращается внимание в этой эталонной модели.
Изображение с точки зрения объема является доминирующей формой географической информации.
⎯ Объем хранимых географических изображений возрастает до порядка эксабайт.
⎯ Национальные архивы изображений являются многократными петабайтами по размеру, поглощая
терабайт в день.
⎯ Отдельные центры данных прикладного характера архивируют сотни терабайтов изображений.
⎯ Десятки тысяч совокупностей данных сведены в каталоги, но они еще не используются в
оперативно доступном режиме (он-лайн).
Большие объемы географических изображений не могут быть нарисованы непосредственно людьми.
Человеческое внимание является дефицитным ресурсом и недостаточно для того, чтобы видеть
петабайты данных. Требуется семантическая обработка: например, автоматическое обнаружение
свойств; добыча информации на основе географических концепций.
Информационная технология обеспечивает совместное использование продуктов географической
информации через обработку географических изображений. Необходимы стандарты, чтобы увеличить
создание продуктов. Ряд существующих стандартов используется для обмена географическими
изображениями.
Примерами технических, законодательных и административных барьеров на пути продвижения
изображений в оперативно доступном режиме являются следующие:
⎯ технические проблемы доступности – геокодирование, стандарты географического доступа,
⎯ поддержание прав на интеллектуальную собственность,
⎯ сохранение прав на личную конфиденциальность по мере увеличения четкости изображений, и
⎯ технические вопросы совместимости на уровне стандартов.
В прошлом, органы государственной власти были преобладающими поставщиками данных,
полученных от дистанционно расположенных датчиков. Эти ситуация изменяется с развитием
коммерческих способов дистанционного получения информации от разного рода датчиков.
Географические изображения являются ключевой входной информацией в поддержке решений,
принимаемых разработчиками курса дальнейшего развития.
Конечная проблема заключается в том, чтобы географические изображения, собранные от разных
источников, стали интегрированным цифровым представлением Земли, общедоступным для принятия
критических решений в интересах всего человечества.
В настоящее время существует большое число стандартов, которые дают описание данных
изображений. Обработка изображений через многочисленные организации и информационные
технологии (information technologies – IT) затрудняется из-за отсутствия общей абстрактной
архитектуры. Учреждение общей структуры будет стимулировать сближение позиций на структурном
уровне. В перспективе потребуются многочисленные исполнительные стандарты для формата данных
и возможности взаимодействия сервисов, чтобы довести до конца архитектуру, определенную в
настоящих Технических условиях.
vi © ISO 2008 – Все права сохраняются
Задачей настоящих Технических условий является скоординированная разработка стандартов,
которые позволят реализовать выгоды от распределенной обработки географических изображений в
окружающей среде неоднородных IT-ресурсов и многочисленных организационных доменов. Основное
предположение сводится к тому, что деятельность в сфере стандартизации, проводимая без должной
координации и плана, не может быть объединена под необходимой структурой.
Настоящие Технические условия предоставляет эталонную модель для обработки географических
изображений, которая часто осуществляется открытыми распределенными способами. Базисом для
определения информационной системы в настоящих Технических условиях является Эталонная
модель для открытой распределенной обработки (Reference Model for Open Distributed Processing –
[78]
RM-ODP) . Краткая справка по характеристике RM-ODP может быть найдена в Приложении B.
Базисом для определения географической информации в этих технических условиях является
совокупность стандартов ISO 19100.
[78]
Точки зрения на RM-ODP используются в следующей манере:
⎯ Типичные пользователи и их деловая активность, а также линии поведения при осуществлении
этой активности рассматриваются в системе взглядов в масштабе предприятия (Enterprise
Viewpoint).
⎯ Структуры данных и прогрессивное дополнение стоимости в результирующие продукты
показываются на схемах информационной точки зрения (Information Viewpoint).
⎯ Сервисы индивидуальной обработки данных и формирование цепочки сервисов рассматриваются
в вычислительной точке зрения (Computational Viewpoint).
Подходы к развертыванию информационных и вычислительных точек зрения в распределенных
физических местоположениях рассматриваются в инженерной точке зрения (Engineering Viewpoint).
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ISO/TS 19101-2:2008(R)
Географическая информация. Эталонная модель.
Часть 2.
Изображения
1 Область применения
Настоящая часть ISO 19101 определяет эталонную модель для стандартизации в области обработки
географических изображений. Эта эталонная модель идентифицирует область применения
выполняемых действий по стандартизации и контекст, в котором она имеет место. Эталонная модель
включает данные с географической (координатной) привязкой, обращая основное внимание на
изображения. Хотя настоящие Технические условия являются структурированными в контексте
информационной технологии и стандартов по информационным технологиям, они, тем не менее,
являются независимыми от метода разработки применения или подхода к технологическому
выполнению.
2 Соответствие
2.1 Общие положения
Чтобы соответствовать настоящим Техническим условиям, необходимо удовлетворять все условия,
заданные, по меньшей мере, для одного из классов соответствия, характеристика которых дается ниже.
2.2 Соответствие в масштабе предприятия
Любое предприятие, которое заявляет о своем соответствии настоящим Техническим условиям,
должно отвечать всем условиям, заданным в тестовом модуле в A.1.
2.3 Соответствие датчика
Любой датчик, для которого заявлено соответствие настоящим Техническим условиям, должен
удовлетворять все условия, заданные в тестовом модуле в A.2.
2.4 Соответствие данных изображений
Любое предприятие, для которого заявлено соответствие настоящим Техническим условиям, должно
отвечать всем условиям, заданным в тестовом модуле в A.3.
2.5 Соответствие сервисов изображений
Любое предприятие, для которого заявлено соответствие настоящим Техническим условиям, должно
отвечать всем условиям, заданным в тестовом модуле в A.4.
2.6 Соответствие системы обработки изображений
Любая система обработки изображений, для которой заявлено соответствие настоящим Техническим
условиям, должна удовлетворять все условия, заданные в тестовом модуле в A.5.
3 Нормативные ссылки
Следующие ссылочные документы являются обязательными для применения настоящего документа.
Для устаревших ссылок применяется только цитируемое издание. Для недатированных ссылок
применяется самое последнее издание ссылочного документа (включая поправки).
ISO 19115, Географическая информация. Метаданные
ISO 19119:2005, Географическая информация. Сервисы
ISO 19123, Географическая информация. Схемы для геометрии покрытия и функций
4 Термины и определения
В настоящем документе применяются следующие термины и определения.
4.1
полоса
band
диапазон длин волн электромагнитного излучения, в котором чувствительный элемент дает единичный
отклик
4.2
калибровка
calibration
процесс количественного определения откликов системы на известные управляемые входные сигналы
[CEOS WGCV]
4.3
вычислительная точка зрения
computational viewpoint
точка зрения на систему открытой распределенной обработки (ODP) и ее окружение, которая
обеспечивает распределение через функциональное разбиение системы в объекты,
взаимодействующие на интерфейсах
[ISO/IEC 10746-3]
4.4
покрытие
coverage
свойство, которое действует как возвращаемые функций значения из ее диапазона для любой прямой
позиции в пределах ее пространственного, временного или пространственно-временного домена
[ISO 19123]
4.5
цифровая модель рельефа
digital elevation model
набор данных значений рельефа, который назначается алгоритмически в 2-размерные координаты
4.6
дискретное число
digital number
DN
целое значение, представляющее измерение в том виде, как оно получено с помощью датчика
2 © ISO 2008 – Все права сохраняются
4.7
инженерная точка зрения
engineering viewpoint
точка зрения на систему ODP и ее окружение, которая сосредотачивает свое внимание на
механизмах и функциях, необходимых для поддержки распределенного взаимодействия между
объектами в системе
[ISO/IEC 10746-3]
4.8
система взглядов в масштабе предприятия
enterprise viewpoint
точка зрения на систему ODP и ее окружение, которая сосредотачивает свое внимание на замысле,
области применения и линиях поведения для этой системы
[ISO/IEC 10746-3]
4.9
свойство
feature
абстракция феномена реального мира
[ISO 19101]
4.10
географическое свойство
geographic feature
представление феномена реального мира, ассоциированного с местоположением относительно Земли
4.11
географические изображения
geographic imagery
изображения, связанные с местоположением относительно Земли
4.12
сцена географических изображений
geographic imagery scene
географические изображения, чьи данные состоят из измерений или моделированных измерений
естественного мира, полученных относительно заданного выгодного положения и в заданное время
[термин взят из ISO 22028-1]
ПРИМЕЧАНИЕ Сцена географических изображений есть представление окружающего ландшафта; ее можно
соотнести к дистанционно воспринимаемому виду естественного мира или виртуальной, разработанной с
помощью ЭВМ сцене, имитирующей такой вид.
4.13
координатная сетка
grid
сеть, составленная из двух или больше наборов кривых, в которой элементы каждого набора
пересекают элементы другого набора алгоритмическим способом
[ISO 19123]
4.14
изображения
imagery
представление феномена в виде образов, полученных с помощью электронных и/или оптических
технологий
ПРИМЕЧАНИЕ В настоящих Технических условиях допускается, что феномен воспринят или обнаружен одним
или больше устройствами, например, радаром, камерами, фотометрами и инфракрасными и
мультиспектральными сканерами
4.15
информационная точка зрения
information viewpoint
точка зрения на систему ODP и ее окружение, которая сосредотачивает свое внимание на семантику
и обработку информации
[ISO/IEC 10746-3]
4.16
интерфейс
interface
именованный набор операций, которые характеризуют поведение логического объекта
[ISO 19119]
4.17
возможность взаимодействия
interoperability
способность устанавливать связь, выполнять программы или передавать данные среди
разнообразных функциональных устройств в той манере, которая требует, что пользователь имеет
мало знаний или не знает уникальные характеристики упомянутых устройств
[ISO 2382-1]
4.18
база знаний
knowledge base
база данных знаний по конкретному предмету
ПРИМЕЧАНИЕ База данных содержит факты, интерфейсы и процедуры, необходимые для решения проблем
[Webster Computer].
4.19
измеряемое количество
measurable quantity
атрибут феномена, тело или субстанция, которые могут различаться по качеству и определяться по
количеству
[VIM]
4.20
измерение
measurement
совокупность операций, имеющих объект для установления значения количества
[VIM]
4.21
измеряемая величина
measurand
определенное количество, подлежащее измерению
[VIM]
ПРИМЕР Давление пара данного образца воды при температуре 20 °C.
ПРИМЕЧАНИЕ Технические условия измеряемой величины могут потребовать заявления о количествах,
например, времени, температуре и давлении.
4 © ISO 2008 – Все права сохраняются
4.22
метаданные
metadata
данные о данных
[ISO 19115]
4.23
метрическая связь средств измерений с национальными эталонами
metric traceability
свойство результата измерения или значение стандарта, посредством чего оно может быть связано с
заявленными ссылками, обычно национальными или международными стандартами, через
неразрывную цепь сравнений всех заявленных неопределенностей
[термин взят из VIM]
4.24
операция
operation
технические условия преобразования или запроса о том, что объект может быть вызван для исполнения
[ISO 19119]
ПРИМЕЧАНИЕ Операция имеет имя и перечень параметров.
4.25
ортообраз
orthoimage
образ, в котором путем ортогональной проекции на опорную поверхность может быть удалено
смещение точек образа, возникающее из-за ориентации датчика и рельефа местности
ПРИМЕЧАНИЕ Величина смещения зависит от разрешающей способности и уровня детализации информации
о возвышении, а также от выполнения программного обеспечения.
4.26
оригинал рисунка
picture original
представление образа ввода 2–размерной твердой или мягкой копии на основе координат цвет –
пространство (или аппроксимации этого)
ПРИМЕЧАНИЕ Получение оригинала рисунка возможно из печатных карт, печатных картин сцены
географических изображений или рисунков географической информации и т.д.
4.27
рисованная картина
picture portrayal
представления данных изображений на основе координат цвет-пространство, которые являются
подходящими и тесно сопряженными с характеристиками заданного устройства реального или
виртуального выхода и визуализации
ПРИМЕЧАНИЕ Рисованные картины включаются для визуального отображения в твердой или мягкой копии.
4.28
пиксел
pixel
наименьший элемент цифрового изображения, которому назначаются атрибуты
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Этот термин произошел от сжатия элемента (“picture element”).
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Этот термин связан с концепцией ячейки координатной сетки.
4.29
линия поведения
policy
набор правил, связанных с конкретной целью
[ISO/IEC 10746-2]
4.30
сияние
radiance
в точке на поверхности и в данном направлении, интенсивность сияния элемента поверхности,
деленная на площадь ортогональной проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную
данному направлению
[ISO 31-6]
4.31
лучистая энергия
radiant energy
энергия, излученная, преобразованная или принятая как излучение
[ISO 31-6]
4.32
запись
record
окончательная, именованная коллекция связанных пунктов (объектов или значений)
4.33
дистанционный сбор данных (дистанционное зондирование)
remote sensing
сбор и интерпретация информации об объекте без физического контакта с этим объектом
4.34
разрешающая способность (датчика)
resolution (of a sensor)
наименьшая разница между индикациями датчика, которую можно значимо различить
ПРИМЕЧАНИЕ Четкость изображений определяется радиометрической, спектральной, пространственной и
пространственно-временной разрешающей способностью.
4.35
сцена
scene
спектральная плотность энергетической яркости вида естественного мира, измеренная из выгодного
положения в пространстве и в заданное время
[термин взят из ISO 22028-1]
ПРИМЕЧАНИЕ Сцена может соответствовать дистанционно воспринимаемому виду естественного мира или
виртуальной, разработанной с помощью ЭВМ сцене, имитирующей такой вид.
4.36
датчик
sensor
чувствительный элемент измерительного прибора или измерительной цепочки, который
непосредственно подвергается воздействию измеряемой величины
[VIM]
6 © ISO 2008 – Все права сохраняются
4.37
модель датчика
sensor model
описание радиометрических и геометрических характеристик датчика
4.38
сервис
service
различимая часть функциональности, которая предоставляется объектом через интерфейсы
[ISO/IEC TR 14252]
4.39
технологическая точка зрения
technology viewpoint
точка зрения на систему ODP и ее окружение, которая сосредотачивает основное внимание на выборе
технологии в этой системе
[ISO/IEC 10746-2]
4.40
неопределенность
uncertainty
параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий разброс значений, которые можно
было бы здраво считать характерными свойствами измеряемой величины
[ISO 19116]
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Параметром может быть, например, среднеквадратическое отклонение (или его заданное
кратное) или половина ширины интервала, имеющего заявленный уровень доверия.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Неопределенность измерения включает вообще много компонентов. Некоторые из этих
компонентов можно оценить из статического распределения результатов серии измерений и можно
характеризовать экспериментальными стандартными отклонениями. Другие компоненты, которые можно также
характеризовать стандартными отклонениями, оцениваются из распределений допустимой вероятности на основе
опыта или другой информации.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Понятно, что результат измерения является наилучшей оценкой значения измеряемой
величины и что все компоненты неопределенности, включая те, которые возникают из систематических
воздействий, например, компоненты, связанные с коррекциями и эталонными стандартами, вносят свой вклад в
разброс параметров.
4.41
проверка достоверности
validation
процесс оценки независимыми средствами качества продуктов данных, полученных на выходах
системы
[CEOS WGCV]
4.42
точка зрения (на систему)
viewpoint (on a system)
форма абстракции, достигнутой с использованием отобранного набора архитектурных концепций и
структурирующих правил, чтобы обращать основное внимание на определенные заинтересованные
отношения в пределах системы
[ISO/IEC 10746-2]
5 Сокращения и символы
5.1 Аббревиатура
BIIF Basic Image Interchange Format – Основной формат взаимного обмена изображений
CEOS Committee on Earth Observation Satellites – Комитет по спутникам наблюдения Земли
CIE International Commission on Illumination – Международная комиссия по освещенности
CRS Coordinate Reference System – Координатная система отсчета
CRT Cathode Ray Tube – Электронно-лучевая трубка
CMYK Non-linear Cyan, Magenta, Yellow, Black – нелинейный голубой-пурпурный-желтый-
черный, формат CMYK
CW Continuous Wavelength – Незатухающая длина волны
DCP Distributed Computing Platform – Распределенная вычислительная платформа
DEM Digital Elevation Model – Цифровая модель рельефа
DIAL Differential Absorption LIDAR – Лидар дифференциального поглощения. LIDAR – Light
Identification, Detection and Ranging – Технология получения и обработки информации об
удаленных объектах с помощью активных оптических систем
DN Digital Number – Дискретное число
DSS Decision Support Service –Система поддержки принятия решений
EOS Earth Observation Satellite – Спутник наблюдения за Землей
EOSDIS Earth Observing System Data and Information System – Информационная система
наблюдения за Землей
FIFO First In, First Out – Первым пришел, первым обслужен, алгоритм FIFO
FOV Field of View – Поле зрения
G Gravity – Сила тяжести
GEO Geosynchronous Earth Orbit – Геосинхронная околоземная орбита
GEOTIFF Tagged Image File Format for Geographic Imagery – Теговый формат файлов для
географический изображений
GHz Gigahertz – Гигагерц – ГГц
GIS Geographic Information System – Географическая информационная система
GLONASS Global Navigation Satellite System – Глобальная навигационная спутниковая система
GPS Global Positioning System – Глобальная система навигации и определения положения
GSD Ground Sample Distance – Наземный шаг сканирования
8 © ISO 2008 – Все права сохраняются
GSI Ground Sample Interval – Размер одного пикселя на местности
HDF Hierarchical Data Format – Иерархический формат данных
HSB Hue, Saturation, Brightness – цветовой тон, насыщенность (цвета), яркость
HSV Hue, Saturation, Value – оттенок, насыщенность, значение
HTTP Hypertext Transfer Protocol –Протокол передачи гипертекстовых файлов
IEC International Electrotechnicall Commission – Международная электротехническая комиссия
IfSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar –РЛС с интерферометрической синтезированной
апертурой
IGFOV Instantaneous Geometric Field of View – Мгновенное геометрическое поле зрения
IHO International Hydrographic Organization – Международная гидрографическая организация
IUS Image Understanding System – Система распознавания изображения
SI International System – Международная система
ISR Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance – Разведка, Наблюдение и Исследование
ISAR Inverse Synthetic Aperture Radar – РЛС с инверсной синтетической апертурой
ISPRS International Society for Photogrammetry and Remote Sensing – Международное общество
по фотограммометрии и дистанционному зондированию
IT Information Technology – Информационная технология
ITU-R International Telecommunication Union Radio communication Sector – Сектор радиосвязи в
Международном телекоммуникационном союзе
JPEG Joint Photographic Experts Group – Объединенная группа экспертов в области
фотографии
LEO Low Earth Orbit – Низкая околоземная орбита
LIFO Last In, First Out – алгоритм “последним пришел, первым обслужен”
NASA National Aeronautical and Space Administration – НАСА, Национальное управление США
по аэронавтике и исследованию комического пространства
NATO North Atlantic Treaty Organization – НАТО, Североатлантический союз
NCSA National Centre for Supercomputing Applications – Национальный центр
суперкомпьютерных приложений
NEXRAD Next Generation Radar – РЛС следующего поколения
NIIA NATO ISR Interoperability Architecture – Архитектура возможности взаимодействия
программ разведки и наблюдения (ISR) НАТО
NSIF NATO Secondary Imagery Format – Вторичный формат изображения НАТО
NSILI NATO Standard Image Library Interface – Стандартный интерфейс библиотеки
изображений НАТО
ODP Open Distributed Processing (see RM-ODP) – Открытая распределенная обработка
данных (см. RM-ODP)
OGC OpenGeospatial® Consortium – Открытый геопространственный консорциум
OLAP Online Analytical Processing – Интерактивная (онлайновая) аналитическая обработка
данных, OLAP-технология.
RCS Radar Cross Section – Эффективная площадь отражения цели
RGB Red, Green, Blue – красный-зеленый-синий
RGBI Red, Green, Blue, Intensity – Интенсивность: красный-зеленый-синий
RM-ODP Reference Model for Open Distributed Processing – Эталонная модель для открытой
распределенной обработки данных
RMSE Root Mean Squared Error – Среднеквадратическая погрешность
SAR Synthetic Aperture Radar – РЛС с синтетической апертурой
STANAG Standardization Agreement – Соглашение по стандартизации
SPCS State Plane Coordinate System – Система координат кадастрового плана штата
SQL Standard Query Language – Язык стандартных запросов
TIFF Tagged Image File Format – Формат файлов изображений, снабженных тегами
UML Unified Modelling Language – Унифицированный язык моделирования
UTM Universal Transverse Mercator -- Универсальная поперечная цилиндрическая проекция
Меркатора
VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology – Международный
словарь общих терминов в метрологии
WMO World Meteorological Organization – Всемирная метеорологическая организация
YCrCb Luminance and Chrominance – Светимость и хроматические данные
5.2 Символы
wave length – длина волны
λ
o
radar backscatter – обратное рассеивание РЛС
σ
volume backscatter coefficient – коэффициент объемного обратного рассеивания
η
ν
radar target reflective strength – радиолокационная эффективная отражающая
σ
поверхность цели
10 © ISO 2008 – Все права сохраняются
6 Нотация
Описание концептуальной схемы, заданной в настоящих Технических условиях, дается с
использованием унифицированного языка моделирования (UML), следуя руководящему указанию
[84]
ISO/TS 19103 . Несколько элементов модели, использованных в этой схеме, определяются в других
стандартах ISO по географической информации. Имена классов UML, за исключением основных
классов типов данных, включают двухбуквенный префикс, который идентифицирует стандарт и модуль
UML с определением класса. В Таблице 1 перечисляются другие стандарты и модули, в которых
определены классы UML, использованные в настоящих Технических условиях.
Таблица 1 — Источники определенных классов UML
Префикс Стандарт Пакет
CV ISO 19123 Покрытия
FC ISO 19110 Каталогизация свойств
GF ISO 19109 Правила для схемы приложений
IG ISO/TS 19101-2 Эталонная модель — Изображения
LI ISO 19115 Метаданные
7 Система взглядов в масштабе предприятия – цели и линии поведения
сообщества
7.1 Общие положения
Система взглядов в масштабе предприятия на систему обработки географических изображений и ее
окружение концентрируется на стремление, область применения и линии поведения, как это делается
[78]
в системах ODP . Стремление предоставляется как цель сообщества по географическим
изображениям. Область применения определяется через сценарий высокого уровня в 7.3 и через
использование случаев в Приложении C. Линии поведения обсуждаются в 7.4 через набор критериев
разработки линий поведения для систем географических изображений, а также на нескольких
примерах международной стратегии, имеющей отношение к географическим изображениям. Система
взглядов в масштабе предприятия дает контекст разработки стандартов в других точках зрения.
7.2 Цель сообщества по географическим изображениям
Центральная концепция системы взглядов в масштабе предприятия дает общее представление о
взаимодействии географических изображений, чтобы осуществлять их сбор от разных источников и
получать объединенное цифровое представление Земли, общедоступное для принятия критических
решений в интересах человечества. Системы взглядов в масштабе предприятия обеспечивает
метрическое единство измерений между этой целью и проектированием системы для распределенной
обработки геометрических измерений.
Главная задача сообщества по геометрическим изображениям заключается в дальнейшем развитии и
защите интересов человечества путем разработки возможностей воспроизведения изображений,
поддержания и совершенствования индустрии географических изображений. Это также подстегнет
экономический рост, внесет свой вклад в заведование окружающей средой и сделает возможным
научное и технологическое превосходство.
7.3 Сценарий географических изображений
На Рисунке 1 дается пример сценария для получения географических изображений. Данная ситуация
предполагает, что заказчик запрашивает информацию о географическом изображении для
использования с другой информацией, включая другую географическую информацию, в поддержку
принимаемого решения. Аналитик является ключевой фигурой в роли поддержки решения.
Запрос заказчика информации о географическом изображении оценивается на этапе планирования.
Информация, которую желает получить заказчик, может быть легко доступной из архива или модели
или она может быть получена путем обработки архивных данных или модели. В этом сценарии модель
является имитационным моделированием некоторой доли географической окружающей среды,
способной воспроизвести географическое изображение. Может потр
...












Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...