Modellbaserte vegprosjekter
Evaluering av regelverk og konsepter for datamodellering og -utveksling
Bakgrunn
I oppstarten av VU-053 prosjektet ble det undersøkt hvordan tilsvarende standardiseringsarbeid ble utført i andre land/prosjekter.
Her er en kort oppsummering av resultater.
Regelverk og standarder
VU-053 prosjektet gjennomføres i henhold til regelverk og standarder som gjelder for geografisk informasjon.
Nasjonalt teknologisk rammeverk
Norge digitalt samarbeidet er forankret i geodataloven og tilhørende forskrift.
Rettigheter og plikter for partene er formalisert i en egen avtale og hvor kapittel 4.2 peker på Teknologisk rammeverk. En egen arbeidsgruppe fra privat og offentlig sektor har laget Teknologisk rammeverk (tiltak 18 i nasjonal handlingsplan) som inneholder krav og anbefalinger for den nasjonale geografiske infrastrukturen.
Datasett kan ha litt ulike krav, men for alle praktiske formål skal datasett ha UML-modell og realiseres i GML-format.
I hovedsak fordi de aller fleste datasett vil inngå i DOK (Det offentlige kartgrunnlaget) og de krav som følger av det.
Relevante krav i Teknologisk rammeverk:
46. GML 3.2.1 (ISO 19136:2007 Geografisk markeringsspråk (GML) / OGC 07-036 ) og GML 3.3 (ISO 19136-2:2018 Geografisk markeringsspråk (GML) - Del 2: Utvidede skjemaer og koderegler / OGC 10-129r1 er obligatoriske format for utveksling av geografisk informasjon.
47. Ved bruk av andre formater enn GML skal det lages et eget applikasjonsskjema (Implementation schema) som beskriver den delmengden av datasettet som formatet kan håndtere. Se Figur 9.3. Merknad: Ved mindre endringer kan andre beskrivelser benyttes dersom det kommer klart fram for brukeren hvilke deler av produktet i produktspesifikasjonen som ikke blir levert gjeldende format. Ved bruk av andre formater skal det finnes kodingsregler for å konvertere til GML.
Lov og forskrift:
Nasjonale- og internasjonale avtaler:
Nasjonale og internasjonale standarder:
ISO 19650
"NS-EN ISO 19650 er en internasjonal standard for å forvalte informasjon gjennom hele livssyklusen til et byggverk ved bruk av BIM. Alle delene i standarden er fastsatt som Norsk Standard og de to første delene er oversatt til norsk. "
ISO 19650 ble evaluert som alternativ/supplement til nasjonalt teknologisk rammeverk.
Den engelske versjonen av standarden ble vurdert i 2019
Den norske versjonen (del 1 og 2) ble vurdert på nytt i 2022
Konklusjonen er at standarden er lite relevant for VU-053 prosjektet:
Standarden omhandler kjente konsepter innen prosjektstyring, informasjonsdeling mm.
Standarden tar utgangspunkt i BIM-begrepet, det gir et ekstra lag med kompleksitet som vurderes unødvendig.
Standardens rammeverk harmonerer dårlig med nasjonalt teknologisk rammeverk
Tema i standarden er dekket av kontraktsmaler og andre styrende dokumenter
Evaluering av metoder for klassifisering
Klassifisering
Hva skal ting kalles og hvordan skal de organiseres?
VU-053 evaluerte innledningsvis flere klassifiseringsmetoder fra ulike initiativer:
Coins (Nederland)
Uniclass (UK)
Coclass (Sverige)
Data Dictionary (Building Smart)
Modelldreven arkitektur
Modelldrevet arkitektur (MDA) ble valgt som metodikk, dekker:
klassifisering
datamodell
datatjenester
Data som forvaltes i Norge digitalt samarbeidet organiseres iht. prinsipper i modelldrevet arkitektur
Coins
Coins Klassifiseringssystem fra Nederland.
Etablert med utgangspunkt i linked data/semantic web-teknologi.
Vurdert lite egnet sammenlignet med MDA.
Building Smart Data Dictionary
Klassifiseringsystem fra Building Smart.
"The buildingSMART Data Dictionary (bSDD) is an online service that hosts classifications and their properties, allowed values, units and translations. The bSDD allows linking between all the content inside the database. It provides a standardized workflow to guarantee data quality and information consistency. "
I Modelldrevet arkitektur dekkes klassifiseringen av UML-modeller.
I UML kan det brukes interne eller eksterne kodelister som holder på egenskapsverdier.
Evaluering av metoder for informasjonsmodellering
Informasjonsmodell
En informasjonsmodell beskriver en begrenset mengde informasjon innenfor et gitt domene.
Det finnes ulike metoder for informasjonsmodellering, her evalueres noen metoder og initiativer.
UML
Unified Modeling Language (UML) er en industristandard for datarelatert modellering, forvaltet av et internasjonalt konsortium kalt Object Management Group (OMG).
Benyttes til informasjonsmodellering i offentlig forvaltning.
Kartverket har utviklet standarder for stedfestet dokumentasjon, også standard for UML-modellering.
Data som skal leveres til nasjonal dataforvaltning som del av Norge digitalt-samarbeidet skal modelleres og leveres iht. disse standardene.
COINS
Bruker linked data/semantic web-teknologi (RDF/Turtle/OWL) til informasjonsmodellering.
Vurdert lite egnet for konseptuell modellering sammenlignet med UML, blant annet basert på erfaringer fra prosjektet Cedr-Interlink.
Uniclass
Ikke konseptuell modell, bruker tabeller og bsdd.
Inframodel
Finsk LandXML-spesifikasjon.
Mangler konseptuell modell, alt er kodet i LandXML.
Modelldrevet arkitektur med UML-modellering vurderes mer bærekraftig.
Coclass
Ikke konseptuell modell.
En samling av begreper gruppert i klasser.
Det er valgt å identifisere objekter basert på ISO/IEC 91346-1 og -12.
Det medfører bruk av kodestruktur, se eksepler på figuren under.
Kodestruktur vurderes mindre hensiktsmessig enn UML.
På bildene under vises elementer i vegkonstruksjon, og klassifiseringen ender ut i en "klasskod" som holder
på informasjon om kalssifisering og sammenhenger.
Vurdering: UML-modellering er bedre egnet til å håndtere informasjon om dokumentasjonstyper, objekter og sammenhenger/avhengigheter.
Express
IFC er en konseptuell modell/standard utviklet av Building Smart.
Building Smart bruker modelleringsspråket Express til informasjonsmodellering .
Express vurderes mindre relevant enn UML, da det er krav om å benytte UML som modelleringsspråk i offentlig dataforvaltning for geodata.
Andre argumenter for UML er hentet fra Tyskland sitt Okstra-prosjekt:
"In 2010 we published on the OKSTRA web site in document N0124 a feasibility study for the move from EXPRESS to UML.
This included a survey of the state of the art at the time in the following areas:
Data modelling and Information encoding
It was observed that most data modelling projects for standardization were based on UML (conceptual) and XML (data exchange). Examples are the German standard for cadastral and topographical data (AFIS-ALKIS-ATKIS), AIXM (Aeronautic Information), CSML (Climate Science), CityGML, IFOPT (Public Transport), DATEX-II (traffic information), INSPIRE, InfraGML and the ISO 191xx models. There is a plethora of reference books, inexpensive software tools etc., and every computer science student learns to work with UML and XML. The conceptual model for IFC alignment is also UML, see http://www.buildingsmart-tech.org/downloads/ifc/ifc5-extension-projects/ifc-alignment/ifcalignment-conceptualmodel-cs
Geographic Information
At the time the OKSTRA was created there existed no standardized data model for geographic data in EXPRESS, so that had to be custom-built. Later also a GML application schema for OKSTRA was derived from the EXPRESS model, but that meant the geometry models in the two variants were different. It was considered beneficial to base the OKSTRA reference model completely on the ISO standards, and this was much easier using UML. Full ISO conformance helps building SDIs, combining geographic data of different domains and using GIS tools.
A tool name ShapeChange existed as well (and exists today and continues to be enhanced, (http://shapechange.net/ ) that would convert a UML model conformant to ISO 19136 Annex E to a GML application schema.
Metamodeling
UML offers standard mechanisms to create application specific meta models, e.g. in the form of stereotypes and tagged values. This helps in creating and maintaining a modeling guideline for OKSTRA (and other standards). Also, a model driven approach (MDA) to create further platform specific models (PSM) from the platform independent reference model can be easier implemented using these formalized meta modeling constructs. In EXPRESS we had to pack such information into specially designed comments. In our analysis we also stated that an EXPRESS model if needed could be generated as another PSM.
Please observe we did not say that UML was superior to EXPRESS concerning the expressiveness needed to build the OKSTRA models. There are 15 versions of EXPRESS-based OKSTRA, the later ones still in use. With UML however there are more and better modeling tools, better integration with other models (domain specific or general, like geometry) and better support for MDA.
Kind regards
Bernd Weidner
interactive instruments GmbH"
Evaluering av formater for datautveksling
Dataformat
Format for utveksling av data mellom programvare.
Skiller mellom eide formater og åpne, standardiserte formater, her evalueres åpne formater.
GML
Obligatorisk format for utveksling av geografisk informasjon i nasjonal dataforvaltning.
Kartverket har utviklet standarder for realisering av datamodeller i UML på GML-format:
Standarden beskriver regler for mapping fra elementer i plattformuavhengige UML-modeller
modellert i henhold til internasjonale standarder utarbeidet av ISO/TC 211 til det
standardiserte utvekslingsformatet GML. GML er et tekstbasert XML-format, standardisert av
ISO/TC 211 gjennom ISO 19136:2007 - GML versjon 3.2.1 og tilleggene til denne versjonen
beskrevet i ISO 19136-2:2015 – GML versjon 3.3.
Tradisjonelt har GML blitt brukt til å utveksle geodata uten kompleks geometri
VU-053 prosjektet tester å bruke GML-formatet til å utveksle komplekse geometrityper
Resultatene er gode, her finnes eksempeldatasett.
Linked data/Semantic web
Teknologien kan brukes til formål innen datautveksling og inngår i den nasjonale arkitekturen.
IFC - formatet
Siden IFC-formatet tradisjonelt har hatt ett referansepunkt pr "site" har VU-053 vurdert det som problematisk å bruke IFC til prosjektering av geometri stedfestet i globale koordinatsystemer. Det er rapportert om problemer med stikning og maskinstyring.
Uklart om dette er fikset i versjon 4.3 .
Referanser:
