Draft

• Rastrová data – zmínit v předchozí subsekci (obrazová data).
• Formáty vektorových dat
• Formáty rastrových dat
• Metadata
• Publikace (WFS, ATOM, vyvěsit na web)
• INSPIRE
• souřadnice, proprietární služby

Specifickou kapitolou jsou prostorová data, kde je oproti ostatním typům dat potřeba počítat s prostorovou složkou. Prostorová data zahrnují všechny typy dat, které jsou prostorově určeny. Jsou zpravidla určena geometrickým objektem. Obecně lze prostorová data rozdělit na vektorová a rastrová. Standardizace otevřených prostorových dat je zaštítěna pracovní skupinou ISO/TC 211 a mezinárodní standardizační organizací Open Geospatial Consortium (OGC). Správa prostorových dat, včetně jejich publikace, popisu metadaty atd. je u větších organizací zajištěna vybudováním komplexní infrastruktury prostorových dat (Spatial Data Infrastructure – SDI). SDI umožňuje poskytování dat prostřednictvím standardizovaných služeb, jejich vyhledávání v katalogu pomocí klíčových slov a územního rozsahu a umožňuje například transformaci dat mezi jednotlivými formáty nebo souřadnicovými referenčními systémy. V případě menších obcí a organizací není budování SDI nezbytné, data lze poskytovat například vystavením souborů na internet, je však potřeba data pravidelně aktualizovat. Doporučujeme také vytvořit alespoň webovou stránku, která poskytovaná data popisuje.

Na obecní úrovni mohou být datovými sadami, které je vhodné publikovat jako prostrová data, například seznam památných stromů nebo pomníků (bodová data), lokální cestní nebo inženýrská síť (liniová data), přehled obecní zeleně nebo územní plán (plošná data). Vektorová data by měla být publikována ve vhodném otevřeném formátu za použití standardizovaných geometrických objektů. Reprezentace geometrických objektů bývá zpravidla popsána ve standardu formátu, proto je vhodné si před implementací standard alespoň zběžně prostudovat, zpravidla se však pro reprezentaci geometrickcých objektů používá buď standard Geography Markup Language (GML), nebo Well-Known Text (WKT). Je krajně nevhodné reprezentovat prostorovou složku použitím atributů „lat“ a „lon“, respektive „x“ a „y“, nebo podobné. Tato reprezentace nemusí obsahovat některé důležité informace o objektu (jako je například souřadnicový referenční systém) a není schopná reprezentovat jiné než bodové prvky.

K vyjádření geometrického objektu je vhodné používat buď WKT, nebo GML interpretaci.

Well-Known Text (WKT) – formát byl vytvořen OGC a je specifikován ve standardech Simple Feature Access a ISO 19125. Je vhodný především k zápisu 2D geometrií, jako je point, multipoint, line, polyline, polygon a pod. Přestože je ve WKT možné definovat souřadnicové systémy a používat je pro reprezentované objekty, nejčastěji je WKT používán pro reprezentaci souřadnic v souřadnicovém systému WGS 84.

Geography Mark-up Language (GML) – formát je rozšířením značkovacího jazyka XML za účelem reprezentace geometrických objektů. Je definován ve standardu OGC Geography Markup Language a proti WKT je velice robustní. Umožňuje zápis souřadnic v mnoha souřadnicových systémech (pro ČR je nejdůležitější podpora souřadnicového referenčního systému S-JTSK) a umožňuje reprezentaci všech forem prostorových informací, včetně pokryvu nebo senzorových dat. Větší robustnost je vykoupena větší složitostí zápisu.

Základními geometrickými objekty jsou:

Objekt je reprezentován bodem. Možný je i Multipoint – v případě, že je objekt reprezentován množinou bodů. Reprezentace ve WKT:

POINT(50.056 14.434)

Reprezentace v GML:

<gml:Point srsName="urn:ogc:def:crs:EPSG::4326" srsDimension="2">
    <gml:pos>50.056 14.434</gml:pos>
</gml:Point>

Objekt je reprezentován lomenou čárou (například uliční čára, osa vodního toku). Reprezentace ve WKT:

LINESTRING(50.056 14.434, 50.064 14.442, 50.042 14.445)

Reprezentace v GML:

<gml:Curve srsName="urn:ogc:def:crs:EPSG::5514" srsDimension="2">
    <gml:segments>
      <gml:LineStringSegment>
        <gml:posList>-641126.76 -1093821.18 -641119.35 -1093831.05 -641109.75 -1093844.44</gml:posList>
      </gml:LineStringSegment>
    </gml:segments>
</gml:Curve>

nebo

<gml:Curve srsName="urn:ogc:def:crs:EPSG::5514" srsDimension="2">
    <gml:segments>
      <gml:LineStringSegment>
        <gml:coordinates>-641126.76, -1093821.18 -641119.35, -1093831.05 -641109.75, -1093844.44</gml:coordinates>
      </gml:LineStringSegment>
    </gml:segments>
</gml:Curve>

Objekt je reprezentován plochou, plochami, případně plochou s dírou (například plocha zeleně, vodní plocha, plocha parcely). Reprezentace ve WKT:

POLYGON(14.402751 50.088131, 14.402749 50.088105, 14.402738 50.088104, 14.402742 50.088099, 14.402746 50.088089, 14.402751 50.088082, 14.402744 50.088079, 14.40275 50.088075, 14.402748 50.088053, 14.402742 50.088053, 14.402748 50.088044, 14.402744 50.088041, 14.402739 50.08804, 14.402732 50.088033, 14.402739 50.088032, 14.402733 50.088021, 14.402728 50.08801, 14.402746 50.088002, 14.402749 50.087994, 14.402751 50.08799, 14.402746 50.087988, 14.402752 50.087984, 14.402749 50.087954, 14.402754 50.087951, 14.40275 50.087945, 14.402743 50.087943)

Reprezentace v GML:

<gml:Polygon gml:id="CPX.2384051101" srsName="EPSG:4326" srsDimension="2">
  <gml:exterior>
    <gml:LinearRing>
      <gml:posList>14.402751 50.088131 14.402749 50.088105 14.402738 50.088104 14.402742 50.088099 14.402746 50.088089 14.402751 50.088082 14.402744 50.088079 14.40275 50.088075 14.402748 50.088053 14.402742 50.088053 14.402748 50.088044 14.402744 50.088041 14.402739 50.08804 14.402732 50.088033 14.402739 50.088032 14.402733 50.088021 14.402728 50.08801 14.402746 50.088002 14.402749 50.087994 14.402751 50.08799 14.402746 50.087988 14.402752 50.087984 14.402749 50.087954 14.402754 50.087951 14.40275 50.087945 14.402743 50.087943</gml:posList>
    </gml:LinearRing>
  </gml:exterior>
</gml:Polygon>

Datové sady prostorových dat by měly být publikovány ve vhodném otevřeném formátu, který musí umožnit strojovou čitelnost. Následuje seznam doporučených otevřených formátů:

• Comma Separated Values (CSV, IETF RFC4180) - tabulkový způsob zápisu vhodný pro nepříliš komplexní data. Jednotlivé záznamy atributové tabulky jsou zapsány jako řádky textového souboru a hodnoty záznamů jako řetězce oddělené čárkou (znak UTF-8 s kódem U+002C). Zápis geometrického objektu zpravidla obsahuje čárky, proto je vhodné hodnoty uzavřít do uvozovek (znak UTF-8 s kódem U+0022). Pro zápis prostorové informace je vhodné použít WKT. Data ve formátu CSV by měla obsahovat informaci o použitém souřadnicovém referenčním systému buď formou EPSG kódu, nebo URI (viz Poznámka k souřadnicovým systémům), buď v hlavičce souboru, nebo jako atribut. Data obsahující informace o ulicích s geometrií uliční čáry by mohly vypadat například takto:

Kód,Název ulice,Kód Obce,Název Obce,Kód Okresu,Název Okresu,WKT_Geometry,CRS
442666,Adamovská,554782,Praha,3100,Hlavní město Praha,"LINESTRING(14.450325965881346 50.05789646795757, 14.450948238372803 50.05791713211645, 14.45121645927429 50.05803422884852, 14.451420307159424 50.058764354966634, 14.451624155044554 50.0591569653608, 14.451828002929688 50.059460030836206, 14.45177435874939 50.059522021265785)",http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4258
442674,Africká,554782,Praha,3100,Hlavní město Praha,"LINESTRING(14.349464178085329 50.09616500163075, 14.349786043167112 50.096075528282334, 14.349968433380127 50.09575892893866, 14.350258111953734 50.09575892893866, 14.350826740264893 50.09566257220141, 14.352350234985352 50.09597228959578, 14.354592561721802 50.096399008059755, 14.355171918869019 50.096392125534024, 14.355483055114746 50.09633018275811, 14.355762004852295 50.09634394782634, 14.358251094818113 50.096791310391346, 14.358723163604736 50.096873899946615, 14.359141588211058 50.09697713669046, 14.359956979751587 50.09699778401253, 14.36085820198059 50.09715607985288, 14.362660646438599 50.09761031718664, 14.363701343536377 50.09788561044452, 14.363905191421507 50.09789937506589, 14.364173412322996 50.09786496350506, 14.364463090896606 50.09773419934845)",http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4258
442682,Akátová,554782,Praha,3100,Hlavní město Praha,"LINESTRING(14.41953420639038 50.077619800339754, 14.41979169845581 50.077647341221535, 14.421336650848389 50.07749586617591, 14.42479133605957 50.077330620125764, 14.429275989532469 50.07717914407949, 14.431657791137694 50.07711029117297)",http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4258

• Geography Markup Language (OGC GML) - jedná se formát XML pro prostorová data. Geometrie je zapisována za použití GML. Jedná se o komplexní formát, který je schopen zápisu v podstatě libovolného typu geometrických objektů a atributových hodnot. Formát GML ve verzi 3.2.1 je používán pro datové sady publikované podle směrnice INSPIRE. K zápisu jsou používány dvojice tagů, jazyk XML je rozšířen o abstraktní typ AbstractFeatureType, který musí obsahovat geometrický objekt. Pro komplexní poskytování dat ve formátu GML je vhodné vytvořit schéma dokumentu v XML Schema Definition (XSD), které zajišťuje validitu dat. Data pro adresní místa publikovaná v rámci směrnice INSPIRE pro Českou republiku vypadají takto:

<ad:Address gml:id="AD.22547665">
    <ad:inspireId>
        <base:Identifier>
            <base:localId>AD.22547665</base:localId>
            <base:namespace>CZ-00025712-CUZK_AD</base:namespace>
        </base:Identifier>
    </ad:inspireId>
    <ad:alternativeIdentifier>K Pitkovicům 1, Benice, 10300 Praha 10</ad:alternativeIdentifier>
    <ad:position>
        <ad:GeographicPosition>
            <ad:geometry>
                <gml:Point gml:id="P.AD.22547665" srsName="urn:ogc:def:crs:EPSG::5514"
                    srsDimension="2">
                    <gml:pos>-731037.56 -1053052.98</gml:pos>
                </gml:Point>
            </ad:geometry>
            <ad:specification
                xlink:href="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/GeometrySpecificationValue/entrance"
                xlink:title="entrance"/>
            <ad:method
                xlink:href="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/GeometryMethodValue/byAdministrator"
                xlink:title="byAdministrator"/>
            <ad:default>true</ad:default>
        </ad:GeographicPosition>
    </ad:position>
    <ad:locator>
        <ad:AddressLocator>
            <ad:designator>
                <ad:LocatorDesignator>
                    <ad:designator>č.p.</ad:designator>
                    <ad:type
                        xlink:href="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/LocatorDesignatorTypeValue/buildingIdentifierPrefix"
                        xlink:title="buildingIdentifierPrefix"/>
                </ad:LocatorDesignator>
            </ad:designator>
            <ad:designator>
                <ad:LocatorDesignator>
                    <ad:designator>1</ad:designator>
                    <ad:type
                        xlink:href="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/LocatorDesignatorTypeValue/buildingIdentifier"
                        xlink:title="buildingIdentifier"/>
                </ad:LocatorDesignator>
            </ad:designator>
            <ad:level xlink:href="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/LocatorLevelValue/siteLevel"
                xlink:title="siteLevel"/>
        </ad:AddressLocator>
    </ad:locator>
    <ad:validFrom>2017-06-22T21:07:18Z</ad:validFrom>
    <ad:beginLifespanVersion>2017-06-22T21:07:18Z</ad:beginLifespanVersion>
    <ad:endLifespanVersion xsi:nil="true"
        nilReason="http://inspire.ec.europa.eu/codelist/VoidReasonValue/Unpopulated"/> 
    <ad:component xlink:href="#AA.MOP.108" xlink:title="Praha 10"/>
    <ad:component xlink:href="#AA.MOMC.538078" xlink:title="Praha-Benice"/>
    <ad:component xlink:href="#AA.2585" xlink:title="Benice"/>
    <ad:component xlink:href="#TF.498211" xlink:title="K Pitkovicům"/>
    <ad:component xlink:href="#PD.10300" xlink:title="10300"/>
</ad:Address>

• GeoJSON - rozšíření formátu JSON pro reprezentaci geometrických objektů. Jednotlivé záznamy jsou reprezentovány jako samostatné JSON objekty. Formát JSON vychází z formy objektu v jazyce JavaScript. Formát není tak robustní jako GML, ale není tak složitý. V případě použití souřadnicového referenčního systému WGS84 není potřeba systém specifikovat, pro jiné souřadnicové referenční systémy by měl být uveden v JSON objektu. Formát JSON je hojně používaný jako výměnný formát v internetových formulářích. Objekt tržní řádu Prahy doplněný o souřadnice adresních míst, nebo definičních bodů katastrálních parcel ve formátu GeoJSON vypadá takto:

{
  "geometry":{
    "coordinates":[
	14.419134,
	50.090122
    ],
    "type":"Point"
  },
  "crs": {
    "type": "name",
    "properties": {
      "name": "urn:ogc:def:crs:EPSG::4326"
    }
  },
  "properties":{
    "cislo_orientacni":"22",
    "cislo_popisne":"128",
    "druh_mista":"RESTAURAČNÍZAHRÁDKY",
    "druh_zbozi":"",
    "momc":"Praha 1",
    "ulice":"Pařížská"
  },
  "type":"Feature"
}

• OGC GeoPackage - je nad souborovou databází SQLite postavený standardizovaný formát pro prostorová data. Lze do něj uložit stejnou strukturu jako do CSV a složitou geometrickou strukturu jako samostatný atribut. Vzhledem ke své povaze umí GeoPackage spravovat mimo vektorových dat i rastrová data. Jedná se o souborovou databázi, takže zde není uveden příklad dat. Více informací je ve standardu a na stránkách formátu.
• ESRI Shapefile - je poměrně zastaralý, přesto stále hojně používaný formát pro správu prostorových dat vyvinutý společností ESRI, která uvolnila technickou dokumentaci formátu. Jedná se o otevřený formát, který uchovává informace ve více souborech. Vlastnosti jednotlivých prvků dodržují strukturu pro datovou sadu. Organizace spravující data prostřednictvím software od společnosti ESRI by s publikací dat v tomto formátu neměly mít problémy.

Pro rastrová data platí podobné podmínky jako pro kolekce obrázků, s několika upřesněními.

• obrazové soubory jsou georeferencované v daném popsaném souřadnicovém referenčním systému,
• datová sada může obsahovat více obrazových souborů, ty by však měly obsahovat data stejného typu ve stejném souřadnicovém systému,
• datová sada by měla být opatřena metadaty, které obsahují dodatečný popis datové sady,
• data by měla být publikována v otevřeném formátu pro rastrová prostorová data, ideálně v jednom z následujících:

• GeoTIFF – metadatový standard umožňující georeferencování obrázků ve formátu TIFF,
• JPEG 2000 – Je obrazový kompresní formát. Organizace OGC specifikovala metadatový standard ve formátu GML pro georeferencování JPEG 2000 GML JP2. Formát JPEG 2000 není přímo otevřený, ale všichni vlastníci patentů se shodli na tom, že specifikace bude volně dostupná každému bez poplatků,
• OGC GeoPackage – je nad souborovou databází SQLite postavený standardizovaný formát pro prostorová data, včetně obrazových dat. Podpora rastrových dat je od GDAL verze 2.0, více zde.

Datová sada může obsahovat objekty různých typů (například katastrální parcely a katastrální území), ale všechny objekty stejného typu v rámci datové sady musí mít stejnou strukturu (stejné atributy).

Pokud jsou některá data organizaci nebo obci poskytována externím subjektem - např. firmou zpracovávající územní plán - měli by jednatelé trvat na odevzdání práce v otevřeném formátu pro prostorová data (viz seznam níže). Takovou datovou sadu lze pak bez dalšího úsilí otevřít. Podstatné je v této souvislosti se pokud možno vyhnout uzavřeným formátům (např. DWG, DGN, ESRI GeoDatabase, …). Případně datové sady v těchto formátech převést před otevřením do výše doporučených otevřených formátů.

Je také vhodné udržovat systém metadat k datových sadám (jejich slovní popis, označení původu, datum vzniku, licenci a tak dále) např. v samostatném souboru. Datové sady lze zveřejnit „tak jak jsou“ (pokud možno v otevřeném formátu, jak je zmíněno výše) na webových stránkách ve formě odkazů na soubory. K tomu není ani nutné pořizovat často nákladné webové mapové portály.

V případě publikace rozsáhlejší datové sady formou souborů je vhodné doplnit tyto soubory o Atom feed nebo je publikovat prostřednictvím webových služeb OGC. Tyto způsoby publikace umožňují jednodušší vyhledávaní konkrétních dat v rámci datové sady.

U obcí s rozšířenou působností (ORP) a větších, je možné publikovat data v souladu se směrnicí INSPIRE (zákon č. 380/2009 Sb. http://inspire.gov.cz/) pomocí webových služeb OGC:

• OGC WFS (Web Feature Service)
• OGC WCS (Web Coverage Service)

Data poskytovaná těmito službami lze použít pro další GIS analýzy, neboť se jedná o geodata. Pro vektorová data (passporty zeleně, silniční síť, mapu veřejných záchodků apod.) je vhodné použití OGC Web Feature Service, pro rastrová data (např. letecké snímky) potom OGC Web Coverage Service.

Dále lze doporučit i další OGC webové služby WMS (Web Map Service) a WMTS (Web Map Tile Service). Nejedná se však o otevřený způsob distribuce dat, neboť tyto služby neposkytují geodata, ale pouze jejich otisk ve formě obrázku. Takto poskytovaná data nelze dále analyzovat prostřednictvím GIS nástrojů. Služby OGC WMS a WMTS jsou vhodné pro tvorbu webových mapových aplikací a pro využití desktopovými GIS programy jako podkladové mapy.

Při použití webových služeb OGC je třeba dodržet vhodné nastavení serveru s ohledem na podporované souřadnicové systémy, na jeho očekávanou vytíženost či bezpečnostní rizika apod.

Větší organizace veřejné správy s pokročilou infrastrukturou pro prostorová data (SDI) publikující metadata k prostorovým datovým sadám v souladu se standardem OGC CSW propojí tato metadata do portálu otevřených dat.

Poznámka k proprietárním službám

Některé nástroje GIS obsahují proprietární služby pro publikaci dat. Data publikovaná prostřednictvím těchto služeb nelze považovat za dostatečně otevřená. Nebývají podporována existujícími softwary třetích stran, licenční podmínky jejich využití nejsou často transparentní. Jedná se například o tzv. REST API v softwarech firmy ESRI.

Poznámka k souřadnicovým systémům

EPSG - je uznávaný registr mimo jiné pro popis souřadnicových systémů, podporovaný všemi programy pro práci s prostorovými daty (GIS). Relevantní hodnoty pro Českou republiku jsou

• 5514 - Systém jednotné trigonometrické sítě katastrální (S-JTSK) - používaný např. v katastru nemovitostí. Pro tento systém je mimo jiné v GIS typické, že souřadnice nabývají negativních hodnot (jsou uvozeny znaménkem minus).
• 4326 - World Geodetic System 1984 (WGS84), někdy zvaný též “souřadnice GPS”. Souřadnice bývají uvedeny ve stupních s desetinným číslem. Některé publikační formáty (např. GPX nebo KML) počítají přímo s tím, že data jsou uložena v tomto souřadnicovém systému.
• 3857 - tzv. Web (nebo též Google) Mercator - je systém používaný na většině globálních webových aplikací. Jeho nevýhodou je mimo jiné zkreslení významné velikosti ploch směrem k pólům.

Další lze dohledat např. na stránce http://epsg.io

Poznámka k zápisu geometrie

WKT - Well Known Text - je standardní formát zápisu vektorové geometrie. Popis je mimo jiné k nalezení ve specifikaci OGC Simple Features.

Pomocí WKT lze samozřejmě uložit i komplikovanější datové typy, jako jsou MULTIPOINTS či CompoundCurve a další.

Pokud uvažujete o použití WKT pro popis atributu geometrie u objektů, zvažte publikaci otevřené datové sady v některém k tomu určeném otevřeném formátu (ESRI Shapefile, KML, OGC GeoPackage nebo GeoJSON).

Problematikou otevírání prostorových dat se podrobně zabývá publikace Otevírání prostorových dat - případová studie.