ISO/TS 19129:2009

ISO/TS 19129:2009 画像、グリッド及び被覆データの枠組み

ISO/TS 19129:2009 Imagery, gridded and coverage data framework

現行

履歴

対応OGC標準：なし

対応JIS規格：なし

原文URL

https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:iso:ts:19129:ed-1:v1:en

序文

画像などのグリッドデータは、地理情報の主要な形態である。過去20年間にわたり、地理画像及びグリッドデータの交換に広く使用される互換性のない標準が、多数開発されてきた。これらの標準には、ISOによって開発された標準だけでなく、他の組織によって開発された標準も含まれる。画像及びグリッドデータの標準は非常に多く、それぞれの標準がそれぞれ異なるが、重複する情報コミュニティを対象としているため、多くのレガシー問題1)が生じている。異なるフォーマットで符号化されたデータの処理は、相互運用に必要な情報の一部がこれらの標準を使用して記録されなくなる場合、困難になることがよくある。すでに使用されているさまざまなフォーマットで非常に大量のデータが存在するため、既存のものを置き換える新しい包括的な標準を開発したり、相互運用の問題を「解決」するために既存の標準 (または業界仕様) を単に承認したりすることはできない。技術報告 ISO/TR 19121:2000 では、ISO及び外部の技術組織で進行中の画像及びグリッドデータに関する既存の作業が特定されている。必要なことは、さまざまな符号化標準から独立して、互換性のある方法でコンテンツを示すことができる構造である。

画像、グリッド、及び、被覆データの分野は、地理情報分野の中でも最も難しいものの一つである。データは単純に見えるが、構造的には非常に複雑である。ほとんどのデータは単純なグリッドで編成されるが、空間上の属性の分布を表現するグリッド及び構造にはさまざまなトラバース方法2)がある。画像、グリッド、被覆の地理情報の重要な側面として、センサー情報及び関連する地理参照法がある。

この技術仕様は、既存の画像及びグリッドデータの、広範囲にまたがる遺産の調和を図ることに注力する。ここに示されるアプローチは、完全な互換性を実現するものではないので、さまざまなオプションを伴う全ての状況を包含するような、非常に柔軟な標準を作り上げることはしない。ものごとを標準化するということを考えることは、誤解される可能性がある。なぜなら、二つのデータセットが、一般的な標準の中の互換性のないサブセットを使っている場合があるからである。我々にできることは、既存の多様性や非互換性に対して、ISOのラベルを与えるという程度のことである。情報コンテンツがどのように表現されるかに関係なく、情報コンテンツの基礎となる構造と主要要素には互換性が必要である。この技術仕様の目的は、相互運用が可能な枠組みを提示することである。使用されるアプローチは、地理画像、グリッドデータ、及び特定の種類の被覆データ用のいくつかの共通情報コンテンツ構造の集まりを定義することである。これらは、さまざまな符号化メカニズム及び、さまざまな交換標準を使用して表現できる。互換性は、応用スキーマの汎用UMLパターンセットとして表現される共通の基礎的なコンテンツ モデル3)から生まれる。

この技術仕様では、情報コンテンツを符号化用に構造化する方法及び、コンテンツモデルを形成する情報の選択方法は大きく異なる、重複する画像及びグリッドデータの仕様を広く使用することを認めている。状況によって、適切な符号化法の種類が異なる場合があるが、コンテンツの違いを調整するのは困難である。既存のさまざまな符号化標準は、異なる環境で同じ情報を提供するためのさまざまな方法を示しているため、必ずしも競合するわけではない。コンテンツの違いは状況によっても許容されるが、情報の損失なしに交換を行うには、同様の状況ではコンテンツの定義が同じになる必要がある。

業界で使用されている画像及びグリッドデータの既存の仕様のほとんどは、コンテンツ自体ではなく、コンテンツの表現方法を規定している。これらの仕様は、コンテンツをデータの符号化、カプセル化、転送に関連付けている。仕様ごとに異なるように見えるコンテンツの説明は、矛盾や互換性がないわけではなく、異なる処理を必要とする、さまざまな現実世界の状況を反映している可能性がある。

この技術仕様は、被覆の幾何と関数に関する国際標準であるISO 19123に準拠した、明確に定義された多数のコンテンツ構造を、メタデータ、空間参照、及び画像やグリッドデータや被覆データのその他の側面とともに、一つの枠組みの中に統合する。これにより、既存の画像、グリッドデータ、被覆データの、コンテンツモデルレベルでのまとまりができると同時に、特定された一連の既存標準との下位互換性が確保される。

備考1）「レガシー問題」とは、次のような問題を指す。複数の標準に従うデータが遺されることにより、維持管理のコストが上昇し、データ固有の操作しかできないシステムが増加し、サイバー攻撃などを防ぐことが困難になり、古いシステムは処理速度にも限界がある。また、それぞれが独自の品質評価基準をもつため、比較評価が困難になり、統合化も難しくなり、利用可能性を担保することも困難になる。

備考2）「トラバース方法」とは、空間を規則的に充填する方法を指す。

備考3）「コンテンツモデル」については "4.1.2 content model" を参照するとよい。

適用範囲

この技術仕様では、画像、グリッド、被覆データの枠組みを定義する。この枠組みは、コンテンツタイプ画像、及び被覆データとして表すことができるその他の特定のコンテンツタイプの、コンテンツモデルを定義する。これらのコンテンツモデルは、応用スキーマの汎用 UMLパターンの集合として表される。

備考1）「コンテンツタイプ」「という言葉が、「情報内容の型」を意味するとすれば、「コンテンツタイプ画像」なるものは「情報内容の型を示す画像」となり、そのようなものは想像できない。画像の前にある「コンテンツタイプ」は不要ではないか。

引用規格

次に示す規格は、その内容の一部又は全てがこの規格の要件を構成する形で、本文中で参照されている。日付が記載された文献については、引用された版のみが適用される。日付のない参照については、引用規格の最新版（修正を含む）が適用される。

ISO 19107, Geographic information — Spatial schema

ISO 19109:2005, Geographic information — Rules for application schema

ISO 19115, Geographic information — Metadata

ISO 19115-2, Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for imagery and gridded data

ISO 19118, Geographic information — Encoding

ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions

用語及び定義

4.1 用語

この規格の目的のために、次の用語及び定義を適用する。

4.1.1

application schema

応用スキーマ

一つ以上の応用システムによって要求されるデータのための概念スキーマ

[ISO 19101:2002を引用]

4.1.2

content model

コンテンツモデル

応用スキーマの情報ビュー

注記1：「情報ビュー」という用語は、19101-2で規定されているオープン分散処理のためのISO参照モデル（RM-ODP）に由来する。

備考1）ISO 19101-2:2018には、「情報視点（information viewpoint）」という用語の定義が含まれており「情報と情報処理のセマンティクスに焦点をあてた、ODPシステムとその環境の視点」という定義が与えられている。したがって、コンテンツモデルは、「応用スキーマを情報及び情報処理の観点で説明するモデル」ということになろう。

4.1.3

continuous coverage

連続被覆

同一の地物属性について、一つの空間オブジェクト、時間オブジェクト又は時空間オブジェクトの定義域の中にあるさまざまな直接位置に対し、さまざまな値を返す被覆

注記1：連続被覆の時空間定義域は、その空間範囲という意味では通常は有界だが、それは無限個の直接位置に分けることができる。

[ISO 19123:2005を参照][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.1を参照]

4.1.4

coordinate

座標、座標成分

n次元空間内の点の位置を示すためのn個の数値の列の中の一つ

注記1：座標参照系では、座標値には単位が付加される。

[ISO 19111:2007を引用][翻訳はJIS X 7111:2014 4.5を参照]

備考1）ISO 19111:2007 6.1 の冒頭で、 "coordinate"は以下のように説明されている。

"a coordinate is one of n scalar values that define the position of a single point."

つまり、この標準における"coordinate"は、点の位置を定義するn個のスカラー値の中の一つである。つまり、日本語では、一次元座標以外、通常は座標成分というべきであろう。

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4.1.5

coordinate reference system

座標参照系

原子によってオブジェクトに関連付けられた座標系

注記1：原子が測地及び鉛直原子の場合、オブジェクトは地球に関係付けられる。

[ISO 19111:2007を参照][翻訳はJIS X 7111:2014 4.8を参照]

4.1.6

coverage

被覆

空間定義域、時間定義域又は時空間定義域内の各々の直接位置に対して、決められた値域からの値を返す関数として機能する地物

例：被覆の例としては、ラスタ画像、ポリゴンオーバレイ、数値標高行列などがある。

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2005 4.1.7を引用]

4.1.7

data compaction

データ圧縮

不要な冗長性を排除したり、無関係なものを削除したり、特殊な符号化をしたりすることで、情報を失うことなくデータの生成、送信、保存に必要なデータ要素の数、帯域幅、コスト、時間を削減すること

注記1：データ圧縮（data compaction）では、特定の情報量を表すために使用されるデータの量が削減されるが、"data compression"ではそれは行わない。

注記2：データ圧縮は、隣接するグリッドセル内の同様の値の集約、タイルスキーム、又は無関係な情報を削除するなどの手段によって実行できる。

[ANSI T1.523-2001を引用]

備考1）「タイルスキーム」とは、データを小さなタイル、又はブロックに分割して、それぞれのタイルを個別に圧縮する手法である。

備考2）"data compression"については4.1.8 data compressionの項を参照のこと

4.1.8

data compression

データ圧縮（data compression）

一定量のデータを格納するために必要な記憶域の量、又は一定量の情報を転送するために必要なメッセージの長さのいずれかを削減すること

注記1：ANSI T1.523-2001 から改変。

注記2：データ圧縮（data compression）は、画像、グリッドデータ、又は被覆データの特定のインスタンスに基づいて確率的に行われるものであり、符号化に関連するため、この技術仕様の範囲外である。

備考1）"compaction"と"compression"は同様に「圧縮」と訳されていることが多いので、ここでは日本語訳に「データコンプレッション」を付記した。

4.1.9

data interchange

delivery, receipt and interpretation of data

[SOURCE:ISO 19118:2005]

データ交換

データの配信、受信及び翻訳

[ISO 19118:2005を引用]

4.1.10

dataset

データ集合

他と識別可能なデータの集まり

[ISO 19115:2003を引用]

4.1.11

direct position

直接位置

座標参照系の中で一つの座標によって記述された位置

[ISO 19107:2003を引用][翻訳はJIS X 7107:2005 4.26を引用]

4.1.12

discrete coverage

離散被覆

一つの空間オブジェクト、時間オブジェクト又は時空間オブジェクトの定義域の中にある全ての直接位置に対し、同一の地物属性の値を返す被覆

注記1：離散被覆の定義域は、空間オブジェクト、時間オブジェクト又は時空間オブジェクトの有限集合で構成される。

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.12を引用]

4.1.13

domain

領域、定義域

明確に定義された集合

注記1：領域（domains）は、演算子と関数の「定義域（domain）と値域（range）」を定義するために使用される。

[ISO/TS 19103:32005を引用]

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4.1.14

encoding

符号化

データを一連の符号に変換すること

[ISO 19118:2005を引用]

4.1.15

encoding rule

符号化規則

特定のデータ構造の符号化を定義する変換規則の、識別可能な集合

[ISO 19118:2005を引用]

4.1.16

feature

地物

実世界の現象の抽象概念

注記１：地物は型として、又はインスタンスとして現れる。型又はインスタンスの一方だけを意味するときには、地物型又は地物インスタンスという用語を使うのが望ましい。

[ISO 19101:2002を引用]

4.1.17

framework

枠組み、フレームワーク

コンテンツモデルの要素及び、個別の符号化及び描写メカニズムの間の関係

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4.1.18

function

関数

ある領域（関数の "ソースドメイン" 又は "定義域"）の各要素を別の領域（"ターゲットドメイン"、"終域" 又は "値域"）の一意の要素に関連付ける規則

[ISO 19107:2003を引用][翻訳はJIS X 7103:2005 4.41を参照]

4.1.19

geographic information

地理情報

地球に関係する場所に暗示的又は明示的に関連づく現象に関する情報

[ISO 19101:2002を引用]

4.1.20

grid

グリッド

アルゴリズミックな方法によって互いに交差する、二つ以上の曲線集合で構成されるネットワーク

注記1：曲線群は空間をグリッドセルの集まりに区切る。

[ISO 19123:2005を参照 - 注記1は置換されている。]

4.1.21

grid coordinates

グリッド座標

グリッド上の位置を基準にして位置を指定する二つ以上の数値の列

[ISO 19115-2:2009を引用]

4.1.22

grid point

グリッド点

グリッドにおいて二つ以上の曲線が交差する点

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.24を引用]

4.1.23

gridded data

グリッドデータ

属性値がグリッド座標系上の位置に関連付けられているデータ

[ISO 19115-2:2009を引用]

4.1.24

imagery

画像

電子的及び／又は光学的な技術によって生成される画像データとしての、現象の表現

注記1：画像という用語は、さまざまな文脈でさまざまな意味で口語的に使用されることが多い。この用語は、任意のグリッド化された集合、点集合、又は他の形式の被覆データなど、表現できるあらゆる集合を説明するために頻繁に使用される。事実上、あらゆるデータ集合を何らかの方法で表現できるため、これはあまり有用な概念ではない。より正確な意味は、ISO/TS 19101-2で説明されている。

[ISO/TS 19101-2:2008を参照]

4.1.25

matrix

行列

複数の数値の規則的な配列

注記1：行列は数学的な用語である。

4.1.26

metadata

メタデータ

データに関するデータ

[ISO 19115:2003を引用][翻訳はJIS X 7115:2015 4.5を引用]

4.1.27

pixel

画素、ピクセル

属性値が割り当てられる、デジタル画像データの最小要素

注記1：この用語は「picture element」の短縮形として生まれた。

注記2：この用語はグリッドセルの概念に関連する用語である。

[ISO/TS 19101-2:2008を引用]

4.1.28

point

点

位置を表現する零次元の幾何プリミティブ

注記1：点の境界は、空集合である。

[ISO 19107:2003を引用]][翻訳はJIS X 7107:2005 4.61を引用]

4.1.29

point coverage

点被覆

複数の点で構成される定義域をもつ被覆

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.27を引用]

4.1.30

quality

品質

明示的及び暗示的な要求を満たす能力に関する製品特性の全体

[ISO 19101:2002を引用]

4.1.31

range

値域

被覆の関数によって定義域の要素と関連付けられた地物属性値の集合

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.29を参照]

4.1.32

raster

ラスター

通常、ブラウン管上の表示に対応する平行走査線の長方形パターン

注記1：ラスターはグリッドの一種である。

注記2：「ラスターデータ」という用語は、地理情報の分野では、空間幾何がグリッドに編成されているデータのクラス全体を識別するために口語的に使用されることが多い。「ラスターデータ」の意味の説明はISO 19123に示されており、より包括的な被覆の概念が説明されている。

[ISO 19123:2005を参照]

4.1.33

service

インタフェースを通じて、実体によって提供される機能の個別の部分

[ISO/TR 14252:1996を引用]

備考1）「ISO 19128:2005 4.13 サービス」の備考に詳しい説明がある。

4.1.34

spatiotemporal domain

時空間定義域

<coverage> 時空間オブジェクトで構成される定義域

注記1）連続被覆の時空間定義域は、時空間オブジェクトの集まりとの関連で定義される直接位置の集合から構成される。

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.36を引用]

4.1.35

spatiotemporal object

時空間オブジェクト

空間及び時間の直接位置の集合を表すオブジェクト

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2012 4.1.37を引用]

4.1.36

surface

曲面

局所的に平面領域の連続な像を表す二次元の幾何プリミティブ

[ISO 19107:2003を引用][翻訳はJIS X 7107:2005 4.75を引用]

4.1.37

tessellation

モザイク分割

空間の、元の空間と同一次元を持ち互いに隣接する部分空間の集合への分割

注記1：合同で規則的なポリゴン又は多面体で構成されるモザイク分割は、規則的なモザイク分割である。規則的だが、合同でないポリゴン又は多面体で構成されるモザイク分割は、準規則的なモザイク分割である。その他は、不規則なモザイク分割である。

[ISO 19123:2005を引用][翻訳はJIS X 7123:2005 4.1.39を引用]

4.1.38

traversal order

横断順序

グリッドのセルが列挙される順序

4.1.39

UML template

UMLテンプレート

特定の型のモデル要素のグループのパターンを記述又は識別する、パラメーター化されたモデル要素

[IBM Rational System Developerを引用]

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4.2 略語

BIIF Basic Image Interchange Format

DEM Digital Elevation Model　数値標高モデル

GCP Ground Control Point　地上基準点

GeoTIFF Geographic TIFF

GIS Geographic Information System　地理情報システム

GML Geography Markup Language 地理マーク付け言語

HDF-EOS Hierarchical Data Format - Earth Observing System

JPEG Joint Photographic Experts Group

LUT Look-Up Table

RGB Red Green Blue

TIFF Tagged Image File Format

TIN Triangulated Irregular Network　不規則三角網

UML Unified Modeling Language 統一モデリング言語

XML eXtensible Markup Language　拡張可能なマーク付け言語

4.3   表記法

この技術仕様で示されている概念スキーマは、ISO/TS 19103の指針に従って、統一モデリング言語 (UML) を使用して記述されている。

このスキーマで使用されるいくつかのモデル要素は、他のISO地理情報標準で定義されている。ISO/TC 211内の慣例により、基本データ型クラスを除くUMLクラスの名前には、標準とクラスが定義されているUMLパッケージを識別する2文字の接頭辞が含まれる。この技術仕様で定義されているUMLクラスには、IFという2文字の接頭辞が付けられている。表1は、この技術仕様で使用されるUMLクラスが定義されている他の国際標準とパッケージを示している。

表1 — 外部で定義されているUMLクラスの情報源

接頭辞 標準パッケージ

CV 19123 Coverage Core & Discrete Coverages　被覆のコア、及び離散被覆

EX 19115 Metadata extent information　メタデータの地理的範囲情報

GF 19109 General Feature Model　一般地物モデル

GM 19107 Geometry Root　幾何のルートクラス

MD 19115 Metadata entity set information　メタデータの実体集合情報

MI 19115-2 Metadata entity set imagery　メタデータの実体集合画像

参考文献

[1] ISO/IEC 7498-1, Information technology — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model: The Basic Model

[2] ISO/IEC 8211, Information technology — Specification for a data descriptive file for information interchange

[3] ISO/IEC 8825, Information technology — Open Systems Interconnection — Specification of Basic Encoding Rules for Abstract Syntax Notation One (ASN. -1)

[4] ISO/IEC 10746 (all parts), Information technology — Open Distributed Processing — Reference model

[5] ISO/IEC 12087-5:1998, Information technology — Computer graphics and image processing — Image Processing and Interchange (IPI) — Functional Specification — Part 5: Basic Image Interchange Format (BIIF)

[6] ISO/IEC 13249-5:2001 Information Technology — Database languages — SQL multimedia and application packages — Part 5: Still Image

[7] ISO/IEC 15444-1, Information technology — JPEG 2000 image coding system: Core coding system

[8] ISO/IEC 15444-2, Information technology — JPEG 2000 image coding system: Extensions

[9] ISO 19101, Geographic information — Reference model

[10] ISO/TS 19101-2:2008, Geographic information — Reference Model — Part 2: Imagery

[11] ISO/TS 19103, Geographic information — Conceptual schema language

[12] ISO 19111, Geographic information — Spatial referencing by coordinates

[13] ISO 19113, Geographic information — Quality principles

[14] ISO 19114, Geographic information — Quality evaluation procedures

[15] ISO/TR 19121, Geographic information — Imagery and gridded data

[16] ISO/NP TR 19124, Geographic information — Imagery and gridded data components

[17] ISO/TS 191301), Geographic information — Imagery sensor models for geopositioning

[18] ISO 19136, Geographic information — Geography Markup Language (GML)

[19] ISO/TS 19138, Geographic information — Data quality measures

[20] ISO/TS 19139, Geographic information — Metadata — XML schema implementation

[21] ANSI T1.523-2001, ATIS Telecom Glossary 2000, February 2001

[22] Federal Geographic Data Committee. 1998. Content Standard for Digital Geospatial Metadata (revised June 1998). Federal Geographic Data Committee. Washington DC

[23] Federal Geographic Data Committee. 2002. Content Standard for Digital Geospatial Metadata — Extensions for Remote Sensing Metadata. Federal Geographic Data Committee. Available at <http://www.fgdc.gov/standards/standards_publications/index_html>

[24] Federal Geographic Data Committee. Content Standard for Remote Sensing Swath Data. FGDC-STD-009-1999. Federal Geographic Data Committee. Washington DC

[25] Introduction to Rational System Developer, IBM Corporation

[26] Open GIS Consortium, Topic 6: The Coverage Type and its Subtypes, Version 3.2, Document 98-106R2, 1998, Wayland, MA, USA

[27] Open GIS Consortium, Topic 7: The Earth Imagery Case, Version 3, Document 98-107, 1998, Wayland, MA, USA

1) 未発行

（2024-09-20）