Наблюдения и измерения

Наблюдения и измерения ( O&M ) — это международный стандарт ^[1] , который определяет концептуальную схему кодирования наблюдений и функций, участвующих в выборке при проведении наблюдений. Хотя стандарт O&M был разработан в контексте географических информационных систем , модель основана на общих шаблонах, предложенных Фаулером и Оделлом ^[2] , и не ограничивается геопространственной информацией . O&M — один из основных стандартов в пакете OGC Sensor Web Enablement , обеспечивающий модель реагирования для службы наблюдения за датчиками ^[3] (SOS).

Схема наблюдения

Ядро стандарта обеспечивает схему наблюдения. Наблюдение — это действие , результатом которого является оценка значения свойства объекта и включает применение определенной процедуры, такой как датчик, инструмент, алгоритм или цепочка процессов. Процедура может применяться in situ , дистанционно или ex situ относительно места отбора проб. Использование общей модели метаданных наблюдений позволяет однозначно объединять данные, невзирая на границы дисциплин. Детали наблюдения также важны для обнаружения данных и оценки качества данных. Наблюдение определяется с точки зрения набора свойств, которые поддерживают эти приложения.

O&M определяет основной набор свойств наблюдения:

• интересная особенность
• наблюдаемое свойство
• результат
• процедура — используемый инструмент, алгоритм или процесс (который может быть описан с помощью SensorML ).
• время явления – реальное время, связанное с результатом
• result time – время, когда был сгенерирован результат
• действительное время – период, в течение которого результат может быть использован.

Ключом к модели является разделение наблюдения и его интересующих особенностей, разделение проблем так, чтобы соответствующая информация была связана с описанием каждого объекта. Это позволяет унифицировать обработку наблюдений in situ , ex situ и дистанционного зондирования. Схему наблюдения можно также понимать как следствие модели общего признака из ISO 19101 ^[4] , предоставляющей метаданные, связанные с оценкой значения свойства признака. Модель наблюдения использует точку зрения, ориентированную на пользователя, подчеркивая семантику интересующего объекта и его свойств. Это контрастирует с сенсорно-ориентированными моделями, такими как SensorML , которые рассматривают процесс и, следовательно, ориентированы на поставщика.

Многие наблюдения проводятся для обнаружения изменений некоторых свойств в природной среде, выраженных как пространственная функция или поле , также известное как покрытие (ISO 19123:2005 ^[5] ). Взаимосвязь между наблюдениями, объектами и охватами объясняется в контексте наблюдений за океаном и моделирования в отчете по пилотному проекту внедрения архитектуры GEOSS 3. ^[6]

Особенности выборки

Стандарт также предоставляет схему для функций выборки. Наблюдения обычно включают выборку конечной интересующей характеристики. Конкретные функции отбора проб, такие как станция, образец, трансекта, разрез, используются во многих областях применения, а также используются общие инструменты обработки и визуализации. Стандарт определяет общий набор типов выборочных объектов, классифицируемых в первую очередь по пространственным размерам, а также выборки для наблюдений ex-situ . Схема включает взаимосвязи между признаками выборки (подвыборка, производные выборки).

Основными свойствами функций выборки являются:

• выборочная функция – которая связывает артефакт выборки с интересующей реальной функцией.
• соответствующее наблюдение
• связанный признак выборки – объединение признаков выборки в комплексы

Реализации

Для передачи данных предусмотрена XML - кодировка ( GML Application Schema ): ^[7]

• Схема наблюдения (XSD)
• Функции выборки (XSD)

Для передачи данных предусмотрена кодировка JSON : ^[8]

• Схема JSON

Доступно явное OWL- представление O&M: ^[9]

• Схема наблюдения (OWL2). Архивировано 7 октября 2015 г. на Wayback Machine.
• Функции выборки (OWL2). Архивировано 7 октября 2015 г. на Wayback Machine .

Онтология сети семантических датчиков W3C предоставляет обновленную реализацию OWL , которая охватывает большую часть O&M. ^{[10] [11]}

Версия 2.0 Модели данных наблюдений («ODM2»), ^[12] , разработанной Консорциумом университетов по развитию гидрологических наук, Inc. (CUAHSI) ^[13] и проектом Обсерватории критической зоны , адаптирована к эксплуатации и техническому обслуживанию.

• Модель ODM2 и программное обеспечение

Связанные документы

O&M также публикуется в качестве темы абстрактной спецификации Открытого геопространственного консорциума . ^[14]

Предыдущая версия O&M (Версия 1) разделяла модель на два документа: в части 1 описывалась схема наблюдения, а в части 2 описывались функции выборки.

Смотрите также

• Наблюдение
• Семантическая сенсорная сеть
• СенсорML

Внешние ссылки

• Наблюдения и отбор проб. Архивировано 23 июля 2008 г. на Wiki-странице Wayback Machine @ SEEGrid с примерами из наук об окружающей среде (вход не требуется).

Рекомендации

1. Кокс, Саймон Джонатан Дэвид (2011). «ISO 19156:2011 Географическая информация. Наблюдения и измерения». Международная Организация Стандартизации. дои : 10.13140/2.1.1142.3042 . Проверено 20 декабря 2011 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
2. Фаулер, Мартин (1997). Шаблоны анализа: повторно используемые объектные модели . Аддисон-Уэсли. стр. 35–55. ISBN 978-0-201-89542-1.
3. «Стандарт OGC - Служба сенсорного наблюдения» . 2008 год . Проверено 29 октября 2008 г.
4. «ISO 19101: Географическая информация. Эталонная модель» . 2002 . Проверено 29 октября 2008 г.
5. «ISO 19123: Географическая информация. Схема геометрии и функций покрытия» . 2005 . Проверено 27 ноября 2010 г.
6. Вульф, Эндрю; Кокс, Саймон Дж. Д.; Портеле, Клеменс (2010). «Гармонизация данных — вклад ГЕОСС в AIP-3» (PDF) . дои : 10.13140/RG.2.1.1840.4569 . Проверено 27 ноября 2010 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
7. С.Дж.Д. Кокс (2010). «Наблюдения и измерения OGC - реализация XML». Стандарт реализации Открытого геопространственного консорциума . стр. 66 + ix . Проверено 18 декабря 2015 г.
8. С.Дж.Д. Кокс; П. Тейлор (2015). «Наблюдения и измерения OGC – реализация JSON». Документ для обсуждения Открытого геопространственного консорциума . п. 46 . Проверено 18 декабря 2015 г.
9. С.Дж.Д. Кокс (2016). «Онтология для наблюдений и функций выборки с учетом существующих моделей». Семантическая сеть – совместимость, удобство использования, применимость . принято (3): 453–470. дои : 10.3233/SW-160214 . Проверено 18 декабря 2015 г.
10. Армин Халлер; Кшиштоф Янович; Саймон Кокс; Максим Лефрансуа; Керри Тейлор; Дан Ле Фуок; Джош Либерман; Рауль Гарсия-Кастро; Роб Аткинсон; Клаус Стадлер (2018). «Модульная онтология SSN: совместный стандарт W3C и OGC, определяющий семантику датчиков, наблюдений, выборки и срабатывания». Семантическая сеть – совместимость, удобство использования, применимость . 10 :9–32. дои : 10.3233/SW-180320. S2CID  21688777 . Проверено 6 сентября 2018 г.
11. Кшиштоф Янович; Армин Халлер; Саймон ДжейДкокс; Данле Фуок; Максим Лефрансуа (2018). «SOSA: облегченная онтология для датчиков, наблюдений, образцов и исполнительных механизмов». Семантическая сеть – совместимость, удобство использования, применимость . 56 : 1–10. arXiv : 1805.09979 . Бибкод : 2018arXiv180509979J. дои : 10.1016/j.websem.2018.06.003. S2CID  44112250.
12. Хорсбург, Дж. С.; Ауфденкампе, АК; Майорга, Э.; Ленерт, Калифорния; Сюй, Л.; Песня, Л.; Спэкман Джонс, А.; Дамиано, SG; Тарботон, генеральный директор; Валентин, Д.; Заславский И.; Уайтнак, Т. (2016). «Модель данных наблюдений 2: Модель общественной информации для пространственно дискретных наблюдений Земли». Экологическое моделирование и программное обеспечение . 79 : 55–74. дои : 10.1016/j.envsoft.2016.01.010 .
13. "КУАХСИ" . Проверено 8 марта 2013 г.
14. «Тема 20 абстрактной спецификации OGC: Наблюдения и измерения» . 2010 . Проверено 22 ноября 2010 г.