Informatiemodel Samenhangende Objecten

Het informatiemodel DiSGeo valt binnen het toepassingsgebied van het Basismodel Geo-informatie [NEN3610-2022] (hierna: NEN3610) omdat het objecttypen beschrijft die direct herleidbaar zijn tot een locatie ten opzichte van de aarde. Het wordt daarom gemodelleerd conform de regels die in NEN3610 geformuleerd zijn, en als extensie op het semantische model uit NEN3610.

De regels uit NEN3610 zijn voor zover van toepassing gevolgd in het informatiemodel DiSGeo. De toepassing hiervan is terug te lezen in:

• 2.2 Identificatie
• 2.4.1.1 Tijdlijnen van informatieobjecten

Het semantische model van NEN3610 bestaat uit een aantal objecttypen die objecten uit de werkelijkheid op hoofdlijn classificeren. In het informatiemodel DiSGeo zijn de klassen, voor zover dit past, gemodelleerd als subklasse van het NEN3610 objecttype Geo-Object of (bij voorkeur) een specifiekere NEN3610-subklasse van Geo-object. De verbinding met deze semantische klassen is opgenomen in het conceptueel model.

Het informatiemodel DiSGeo legt geometrie vast als eigenschap van een object. De geometrie representeert daarmee de locatie, orientatie en vorm van een object. Voor dit doeleinde zijn verschillende typen geometrieën beschikbaar. Deze typen verschillende in niveau van data-complexiteit en dimensionaliteit (zi ook: Dimensies). ISO 19107 biedt hiervoor een aantal basisgeometrieën om een individueel object uit de werkelijkheid te representeren. Dit zijn de geometrische primitieven. Soms geldt een verzameling van objecten uit de werkelijkheid als één geheel. Daarvoor zijn geometrische aggregaties geschikt. Binnen het informatiemodel DiSGeo onderscheiden we in elk geval de ISO 19107-geometrietypen uit onderstaande tabel.

Het volstaat om een ISO 19107-geometrietype toe te passen in het informatiemodel. Raadpleeg voor een uitgebreidere toelichting op dit ondewerp hoofdstuk 2 van de handreiking Geometrie in model en GML [GIMEG]. Dit legt inhoudelijk uit hoe het geometriemodel uit ISO 19107 [ISO-19107-2019] kan worden toegepast en wat het geldende Nederlands profiel is. De toepassing van de ISO 19107-geometrietypen, zorgt ervoor dat het geometrietype helder is en dat zowel de coördinaten als het coördinatenstelsel kunnen worden opgenomen. In het bijzonder eist het [EMSO] aansluiting op ISO 19125 Simple Features. Deze standaard maakt een selectie uit het ISO 19107 geometriemodel. Het neemt daaruit alleen de meest gebruikelijke geometrietypen over.

Het [EMSO] schrijft expliciet aansluiting op de ISO-standaard Simple Features voor ([ISO-19125]).Simple Features gebruikt geometrietypen uit de veel uitgebreidere standaard ISO 19107. De typen uit dit model hanteren we doorgaans als «Interface». Het Geometrie-object, waarvan alle specifieke geometrietypen zoals punt, lijn, vlak en volume afgeleid zijn, heeft veel kenmerken en operaties. Belangrijk voor DiSGeo zijn:

• SRID: dit modelleert de verwijzing naar het Spatial Reference System, in ons geval het coördinaatreferentiesysteem (CRS, zie: Coordinaatreferentiesystemen.
• metadata: optioneel attribuut voor het opnemen van verwijzingen naar documentatie die informatie geeft over de implementatie van het geometrie-object. Dit kunnen we wellicht gebruiken voor bijvoorbeeld de gerealiseerde nauwkeurigheid van de geometrie.

Het informatiemodel DiSGeo hanteert altijd expliciete geometrie. Hierdoor zijn betere analyses en kwaliteitscontroles mogelijk. Bovendien maakt dit het optrekken van 2D-geometrie naar 3D-geometrie mogelijk. Dit in tegenstelling tot modellen met geparametriseerde geometriebeschrijvingen in CAD- of BIM-modellen (impliciete geometrie).

Bij dimensie wordt onderscheid gemaakt tussen de termen: primitieve, ruimte en model. Er zijn vier gradaties van primitieven, oplopend van 0D tot en met 3D. Elke hogere graad voegt een extra dimensie toe. Zo staat 0D alleen het primitieve punt toe, maar 1D zowel punt als lijn. 2D voegt daar vlak aan toe en 3D volume.

Deze primitieven kun je plaatsen in een tweedimensionale of driedimensionale ruimte. Afhankelijk van de hoogste dimensie van de primitieve, in combinatie met gehanteerde dimensie van de ruimte, is sprake van een 2D-, 2.5D- of 3D-model. Samengevat komt het hierop neer:

• 2D-model: modelleert 2D-primitieven in een 2D-ruimte;
• 2.5-model: modelleert 2D-primitieven in een 3D-ruimte;
• 3D-model: modelleert 3D-primitieven in een 3D-ruimte.

Het EMSO schrijft voor dat het informatiemodel DiSGeo moet voorsorteren op de mogelijkheid om de driedimensionale beschrijving van een object op te nemen. Per objecttype kan de wijze van vastlegging verschillen. In sommige gevallen representeert een volume (3D-model) het object het beste. In andere gevallen volstaat een punt, lijn of vlak (2D-model) met eventueel een hoogteligging (2.5D-model). Het vastleggen van beschrijvende eigenschappen als hoogte of relatieve hoogteligging in combinatie met een 2D-geometrie (primitieve) vallen niet onder de noemer 3D. Het is mogelijk om een relatieve hoogteligging als afgeleid gegeven op te nemen indien nodig voor informatieproducten.

Dit betekent dat het model ruimte moet bieden aan 3D-primitieven in een 3D-ruimte. Hieruit volgt dat het informatiemodel DiSGeo in zijn totaliteit beschouwd moet worden als een 3D-model. Het verschilt per onderwerp of een uitwerking in 2D (bijv. BestuurlijkGebied), 2.5D (bijv. Verharding), danwel 3D(bijv. Gebouw) nodig is.

Het EMSO hanteert ten aanzien van dimensies tegenstrijdige uitgangspunten. Enerzijds eist het aansluiting op ISO 19125, dat het model beprekt tot 2D-primitieven. Anderzijds eist het EMSO dat het model voorsorteert op driedimensionale objectbeschrijving. Het informatiemodel DiSGeo interpreteert deze uitganspunten als volgt: ISO 19125 is leidend voor 2D-objecten en ISO-19107 voor bogen en 3D-objecten.

Hoofdstuk 5 tot en met 8 in het [EMSO] geven per geo-informatieobject aan welk geometrietype van toepassing is. RegistratieveRuimte (waar BestuurlijkGebied onderdeel van is) wordt tweedimensionaal vastgelegd. Hiervoor zijn de geometrietypen GM_Surface (vlak) of GM_MultiSurface (multi-vlak) geschikt. Het hoofdstuk Gegevensdefinitie van dit document beschrijft per geo-informatieobjecttype in detail hoe het informatiemodel DiSGeo dit vormgeeft.

Het Basismodel Geo-informatie [NEN3610-2022] stelt iedere geometrische dataset/geometrie moet zijn voorzien van een verwijzing naar het coördinaatreferentiesysteem waarin de coördinaten van de gemetrie zijn beschreven. Welk coördinaatreferentiesysteem in een situatie van toepassing is, wordt bepaald door verschillende factoren, zoals: dimensionaliteit van de gebruikte primitieven, dimensionaliteit van de ruimte en het toepassingsgebied. De dimensionaliteit van primitieven en ruimte zijn in de vorige twee paragrafen toegelicht.

Het toepassingsgebied beschrijft het deel van het van het aardoppervlak waarop het informatiemodel DiSGeo van toepassing is. Dit betreft het Nederlands grondgebied. In het informatiemodel worden alleen objecten opgenomen die gelegen zijn binnen het Europese grondgebied van het Koninkrijk der Nederlanden, inclusief de daarbij behorende territoriale wateren en Baarle-Hertog [EMSO]. Op basis van deze criteria zijn de volgende vier typen coördinatiesystemen zijn relevant:

• World Geodetic System 1984 (WGS 84) gebaseerd op ITRS, gebruikt voor GPS
• European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89)
• Nederlandse Stelsel van de Rijksdriehoeksmeting (RD)
• Linear Reference Systems (LRS), zie: [ISO-19148], INSPIRE, Richtlijn BPS
• Gebruikersinformatie Wegkenmerkendatabase WKD (niet meer online beschikbaar)

De onderstaande figuur is een schematische weergave van de ondersteunde CRS-en bij aanlevering en uitlevering. De volgende paragrafen beschrijven in meer detail de ondersteunde CRS-en bij aan- en uitlevering.

Voor ruimtelijke relaties tussen de objecten kunnen we gebruik maken van het Dimensionally Extended Nine‐Intersection Model (DE-9IM). Dit is een topologisch model voor het beschrijven van ruimtelijke relaties in een 2D-model. Dit model is uitgewerkt in de Simple Features-standaard [ISO-19125] en wordt aangeraden in [NEN3610-2022] en [sdw-bp]. Deze relaties zijn geïmplementeerd in veel geografische softwareomgevingen en ook in GeoSPARQL. Hieronder een overzicht met de originele Engelse naam en daarachter de vertaalde Nederlandse naam uit NEN3610-2022.

• Contains - Bevat
• Within - Binnen
• Disjoint - Disjunct
• Intersects - Doorsnijdt
• Equals - Gelijk
• Crosses - Kruist
• Touches - Raakt
• Overlaps - Overlapt

Deze relaties zijn beperkt tot een 2D-model en daarmee alleen van toepassing op geometrietypen punt, lijn of vlak. Omdat er in het informatiemodel DiSGeo meer met 3D wordt gewerkt, worden de topologische regels complexer. Ze worden echter ook secundair aan de representatie van de werkelijke verhouding tussen objecten. Uit EMSO: Het EMSO stelt dat het belangrijker [is] om ervoor te zorgen dat objecten die zich in de werkelijkheid op een bepaalde wijze tot elkaar verhouden (bijvoorbeeld een verharding ligt bovenop een overbrugging) ook in de registratie op deze wijze tot elkaar verhouden (bijvoorbeeld dat uit de z-coördinaten van de verharding en de overbrugging blijkt dat de verharding bovenop de overbrugging ligt). De exacte uitwerking van deze relaties in topologie-regels zal later in het traject verder worden opgepakt.

Het informatiemodel DiSGeo beschrijft de uitwisseling van gegevens uit verschillende geo-basisregistraties. Voor deze basisregistraties gelden reeds bestaande regels ten aanzien van de topologische kwaliteit. De kwaliteit van de gegevens van de bronregistraties werkt zodoende door in het informatiemodel en de productmodellen van DiSGeo. Het EMSO formuleert wel een aantal duidelijke regels. Destijds was namelijk de gedachte dat het Informatiemodel DiSGeo zou resulteren in een Samenhangende Objectenregistratie (SOR). In de huidige situatie is dat niet het geval. DiSGeo stelt daarom geen (andere of aanvullende) eisen of regels aan de topologie.

Omdat ze in het [EMSO] geformuleerd staan en van onverminderd belang zijn voor de kwaliteit van DiSGeo, herhalen we voor de volledigheid een aantal basisprincipes op deze plek. Specifiekere principes zijn opgenomen Verder is per objecttype aangegeven welke regels er gelden (bijv. Gemeentegebied).

• De reële objecten bedekken met hun x,y geometrie het volledige grondgebied van Nederland
• Geometrieën van objecten kunnen boven elkaar liggen
• Geometrieën van objecten kunnen elkaar uitsluiten
• Functionele ruimten zijn niet landsdekkend en mogen elkaar overlappen
• Het informatiemodel DiSGeo kent voor alle registratieve en geografische ruimten een 2D-geometrie
• Geografische ruimten zijn niet landsdekkend en mogen elkaar overlappen

Het begrip maaiveld als een referentielaag (met de relatieve hoogte waarde “nul”) waarin veruit de meeste objectgeometrieën voorkomen, wordt hierbij minder relevant. In de praktijk blijken er vanuit verschillende perspectieven namelijk andere behoeften te zijn voor wat betreft maaiveld. Het is belangrijker om ervoor te zorgen dat objecten die zich in de werkelijkheid op een bepaalde wijze tot elkaar verhouden (bijvoorbeeld een verharding ligt bovenop een overbrugging) ook in de registratie op deze wijze tot elkaar verhouden (bijvoorbeeld dat uit de z-coördinaten van de verharding en de overbrugging blijkt dat de verharding bovenop de overbrugging ligt). De exacte uitwerking van deze relaties in topologie-regels zal later in het traject verder worden uitgewerkt. Daarnaast is het van belang dat er op elke fysieke locatie in de werkelijkheid (elke x,y-coördinaat) altijd tenminste een reëel object aanwezig is (water, begroeiing, gebouw, verharding, kunstwerk, constructies of onbepaald terrein).

Onder kwaliteit vallen verschillende onderdelen, zoals actualiteit, compleet, nauwkeurigheid en inwinregels. In het geval dat DiSGeo als een soort virtuele laag bovenop de huidige registraties gerealiseerd wordt, zijn het eigenlijk géén eisen die gesteld worden. Dan gaat het meer om DiSGeo als dataproduct. De metadata-aspecten beschrijven dan wat de actualiteit, compleetheid, positionele juistheid en inwinregels zijn. Die worden dan niet gesteld, maar afgeleid uit de onderliggende registraties. In dat geval is het niet noodzakelijk om deze metadata aspecten bij het IM op te nemen. Desondanks kiezen we er in dit stadium toch voor, zodat de lezer deze extra informatie direct ter beschikking heeft en het voor eventueel nieuw te introduceren objecttypen wél relevant is. Hoe dan ook kan DiS-Geo dan niet echt iets eisen. De volgende paragrafen lichten elk kwaliteitsaspect toe.

Met generaliseren bedoelen we het zinvol weglaten, vereenvoudigen, verplaatsen, vergroten, symboliseren en/of aggregeren van de geometrie van objecten. In [EMSO] wordt gesteld dat er geen noodzaak is voor (identificeerbare) gegeneraliseerde objecttypen. Gegeneraliseerde geometrieën worden alleen gebruikt voor visualisatie.

Een voorbeeld van gegeneraliseerde geometrie zijn de grenzen van bestuurlijke gebieden op hogere kaartschalen (1:10.000, 1:50.000 enz). Deze zijn minder gedetailleerd, bevatten minder punten en zijn geschikt om te bekijken op bepaalde 'zoomniveau's'. Bij het uitwisselen van geodata op het web is generalisatie belangrijk omdat een polygoon, afhankeljik van de mate van detail, erg veel punten kan bevatten, wat performanceproblemen kan veroorzaken.

De belangrijkste geometrie om op te nemen is de niet-gegeneraliseerde geometrie. Dit is de meest nauwkeurige geometrie. Bijvoorbeeld gemeente- en provinciegrenzen zijn gebaseerd op de Kadastrale grenzen, die knikken bevatten daar waar andere grenzen snijden of daar waar de grens een fysiek object volgt. De niet-gegeneraliseerde geometrie bevat deze knikken. Bij gegeneraliseerde geometrie worden deze weg gehaald voor een rustiger beeld of om het aantal punten te reduceren. Bestuurlijke grenzen van ten minste gemeenten, provincies en het Rijk worden gegeneraliseerd en bewaard in een registratie ten behoeve van het aanbieden van de TOPNL kaart op verschillende schalen.

Gegeneraliseerde geometrieën zijn afgeleide gegevens. De bron is een meer nauwkeurige geometrie. Dit roept de vraag op of deze afgeleide gegevens in het informatiemodel moeten worden opgenomen. Sowieso zijn het niet-authentieke gegevens. Enigszins vergelijkbaar is de standaard CityGML [CityGML3] waarin één objecttype meerdere geometrie eigenschappen heeft, één voor elk Level of Detail (LoD). CityGML is een uitwisselstandaard voor 3D geodata waarbij het gebruikelijk is om meerdere LoD's bij één object niet alleen op te slaan, maar ook gezamenlijk uit te wisselen in een bestand. Een viewer kan dan op basis van bijvoorbeeld de nabijheid van objecten kiezen voor het meest geschikte LoD.

In producten op basis van de geobasisregistraties zal de gebruiker echter doorgaans gegevens in één bepaalde schaal willen bekijken of ontvangen. Daarom is het uitgangspunt vooralsnog dat we bij objecttypen één geometrie-attribuut modelleren, ook als er geometrieën op meerdere schalen zullen bestaan. Het is wel nodig om bij de geometrie een aantal gegevens op te nemen:

• Het schaalniveau; conform [NLISO19115] noemen we dit de 'toepassingsschaal'. Dit is nodig zodat de gebruiker de gewenste schaal kan opvragen en kan zien voor welke schaal een geometrie geschikt is.
• De herkomst i.e. afleidingsgegevens: wat was de brongeometrie en hoe is de geometrie daaruit gegeneraliseerd. Dit is o.a nodig om terugmelding op geometrie te kunnen ondersteunen, ook in het geval van afgeleide geometrieën.

Conform de Spatial Data on the Web Best Practices [SDW-BP], Best Practide 6, moet in een geodataproduct dat op het Web wordt gepubliceerd altijd in ieder geval een geometrie worden aangeboden die geschikt is om te gebruiken in webtoepassingen, i.e. bij wat grotere geometrieën moet er altijd een gegeneraliseerde geometrie beschikbaar zijn.

Er is een belangrijke relatie tussen een openbaar lichaam en een bestuurlijk gebied. In de bestuurlijke indeling van het Koninkrijk der Nederlanden is een openbaar lichaam een overheid die bepaalde taken uitvoert binnen een bepaald ruimtelijk gebied óf op een bepaald inhoudelijk gebied ([Wikipedia]). De belangrijkste openbare lichamen zijn het Rijk, de provincies, de gemeenten en de waterschappen, maar ook veiligheidsregio's behoren hiertoe. Een bestuurlijk gebied is dan dat bepaalde ruimtelijk gebied waarover een openbaar lichaam bestuur uitoefent.