GB T 23706-2009 地理信息.核心空间模式.pdf

1、ICS 07.040;35.240.70 A 75 中华人民主t-、地理信息道B和国国家标准GB/T 23706-2009/180 19137 :2007 核心空间模式Geographic information-Core profile of the spatial schema CISO 19137: 2007 ,IDT) 2009-05-06发布 弱防伪J中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2009-10-01实施发布G/T 23706-2009/ISO 19137:2007 目次前言.1 引言. 1I 1 范围2 一致性.3 规范性引用文件4 术语、定义、符号

2、和缩略语.5 几何包5.1类图-5.2 省略的构件5.3 保留的元附加约束的类.3 5.4 抽象化的具体类.3 5.5 关联.3 5.6 GM_位置(GM_Position) 5 5.7 GM_曲线段(GM_CurveSegment) 5 5.8 GM_曲线插值(GM_Curvelnterpolation) 5.9 GM_曲面插值(GM_Surfacelnterpolation) 5.10 GM_曲面片(GM_SurfacePatch) 5.11 GM_多边形(GM_Polygon) 5 5.12 GM_组合曲线(GM_CompositeCurve) 6 拓扑包.附录A(资料性附录)支持的规范

3、.6 附录B(规范性附录)抽象测试套件.7 附录C(资料性附录本标准的扩展.8 附录D(资料性附录)示例参考文献.11GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 目IJ1=1 本标准等同采用IS019137 :2007(地理信息核心空间模式)(英文版)。为便于使用，本标准作了下列编辑性修改:a) 将本国际标准一词改为本标准;b) 删除了国际标准的前言;c) 本标准中的空间要素分类几何带有GM_(几何包前缀，在本标准中对GM_前缀不予翻译;d) 对于类名、操作名、参数名、变量名、元素名，在第一次出现时给出相应的中文名称并在其后的括号中保留英文名称，即中文名称+(英文名称)，在

4、后面的使用中直接用英文名称，示例:GM_单形(GM_Primitive)，GM_曲面(GM_Surface); e) 对于UML类结构图的翻译，只翻译UML图的总名称，不翻译图上的内容，以便于UML图转化为实现代码，以及与其他描述中的类名、操作名、参数名、变量名、元素名的对照;f) 将国际标准原文中图D.4右侧对象图中的BoundaryA: GM_SurfaceBoundary改为Boundary B: GM_SurfaceBoundary; g) 对于IS019137 :2007引用的其他国际标准中有被等同采用为我国标准的，本标准引用我国的这些国家标准代替对应的国际标准，其余未有等同或修改采

5、用为我国标准的国际标准，在本标准中均被直接引用;h) 本标准的编写方法执行GB/T1. 1一2000(标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则、GB/T20000. 2一2001(标准化工作指南第2部分:采用国际标准的规则的要求。本标准的附录B是规范性附录，附录A、附录C、附录D是资料性附录。本标准由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)提出并归口。本标准起草单位:中国标准化研究院、中国测绘科学研究院。本标准主要起草人z江洲、李小林、李青元、佟文会、原健菲。I GB/1 23706-2009/150 19137 :2007 I 古同本标准是GB/T23707-2009(地理信息

6、空间模式几何部分中的核心专用标准，它易于理解且实现戚本低。此专用标准有意地对范围进行了缩小和限制，以增加获得市场广泛接受的机会。对本标准中的简单拓扑包扩展可以发展成为本标准未来版本中的一部分。许多用户群体的需求都超出了本标准所规定的范围，这时他们可以定义自己的专用标准。本标准支持0、1、2维的几何单形的数据类型。它符合国家标准GB/T23707-2009的A.1.1.3一致性测试的要求。它属于ISO19106的一致性类别L附录A列出了一些本标准发布时所支持的规范。附录B规定了一个抽象测试套件，用于判断一个应用模式或者专用标准是否与本核心专用标准相一致。附录C探讨了如何扩展本核心专用标准。附录D

7、给出了两个示例。E GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 地理信息核心空间模式1 范围本标准定义了GB/T23707-2009的一个核心专用标准。本标准依据ISO19106规定了有效创建应用模式所必需的几何要素的一个最小集合。本标准支持许多已经被开发出来并且在多个国家或联合组织内部都有广泛应用的空间数据格式和描述语言。注:根据本标准建模生成的数据与许多组织开发和使用的空间模型是一致的，见附录A.2 -致性本标准的抽象测试套件见附录B.3 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订

8、版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 23707-2009地理信息空间模式(lSO19107 :2003 , IDT) ISO 19111: 2003 地理信息基于坐标的空间参照4 术语、定义、符号和缩暗语本标准使用与GB/T23707一2009相同的术语、定义、符号和缩略语。5 几何包5. 1 类固图l描绘了GB/T23707-2009的完整专用标准。GB/T23707-2009的约束太多，不能在图1中表达出来，在5.2-5.11中进行了描述。本标准仅限于以下几种应用情况z一一地理要素

9、和几何单形之间存在1: 1的映射关系;一一所有几何单形都参照单一的坐标参照系;一一所有曲线都由若干线段组成;一一所有曲面都由若干平面组成。1 G/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 GM Position +direct 1 :DirectPosition +indirectO :GM PointRef GM Point +position:DirectPosition GM_ Curvelnterpolation 1.n +element 1.n +generator Composition (generator. CRS. isEmpty) CRS恒Empty)图1完

10、整的专用挥准CompJex Composition GMS町fac理Interpolation+none +planar ypeGM Sur在ccPatch图1中出现的那些用来规定与GBjT23707-2009之间兼容的抽象类，在图2的简化表示中均被省略。2 注:那些用来规定与GB/T23707一2009之间兼容性的抽象类已被省咯。而且，GM_Ring与GM_Object之间的继承关系也未表示。GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 m-1 npbwninTn 1i 叮L GM_Polygon +controIPoint: PointArray +boun也ry:GM_

11、S町faceBoun也ryO.n GM _ SutfaceBoundary GM_Point Array GM Position DirectPosition +columnl.n :GM Position +direct 1 :DirectPosition +coordinate:Sequence固2说明本标准结构的简单、扁平化视图5.2 省暗的构件本标准不使用GB/T23707-2009的操作或接口。而且，除了本标准5.3中列出的之外，所有GB/T 23707一2009的其他任何构件(constructs)在本标准中均省略。5.3 保留的无附加约束的类下面的类与GB/T23707-2009

12、中的相同。一一抽象类:GM_对象(GM_Object，GB/T 23707-2009 , 6. 2. 2); GM_边界(GM_Boundary，6.3.2); GM_单形边界(GM_PrimitiveBoundary，6. 3. 4) ;GM_单形(GM_Primitive，6. 3. 10); GM_可定向单形(GM一OrientablePrimitive，6. 3. 13); GM_复形(GM_Complex，6. 6. 2); GM一组合(GM_Composite，6.6. 3)。一-_具体类:GM_环CGM_Ring，GB/T23707-2009 , 6.3.6) ;GM_曲面边界(

13、GMSurfaceBound ary, 6. 3. 7); GM_点(GM_Point，6.3. l1);GM_曲线(GM_Curve，6.3. 16);GM_曲面(GM_Surface, 6. 3.17);坐标位置(DirectPosition，6.4. 1); GM_点数组(GM_PointArray，6.4.6) ;GM_线串(GM_LineString，6. 4.10)。与GB/T23707-2009相同，本标准引用了IS019111 :2003中定义的抽象类SC_CRS。5.4 抽象化的具体类下列的类是GB/T23707-2009中的具体类，但是在本标准中被抽象化，包括:GM_可定向

14、曲线(GM_OrientableCurve, 6. 3.14); GM_可定向曲面CGM_OrientableSurface，6.3.15); GM_合成曲线(GM_CompositeCurve, 6. 6. 5)。5.5 关联5.5. 1 保留的无附加约束的关联下列的关联与GB/T23707一2009中的相同，包括:坐标参照系CCoordina te Reference System, GB/T 23706-2009/180 19137 :2007 GB/T 23707-2009 , 6. 2. 2. 17); GM_CompositeCurve与GM一OrientableCurve之间的关

15、联合成(GB/T 23707-2009，图2的。5. 5. 2 GM_Curve与GM_CurveSegment之间的分段GM_Curve与GM_CurveSegment之间的关联分段(GM_曲线段，GB/T23707-2009，6.3.16.3)改变如下f曲线角色的多重性限定为O，lJ到lJ，段角色的多重性限定为1.nJ到lJ。如果GM_CurveSegment不作为GM_Curve的一部分，那么它的实例就不能存在。GM_CurveSegment: curvelJ:引用(GM_Curve)(多重性限定为O，lJ)5. 5. 3 GM_8urface与GM_8urfacePatch之间的分片G

16、M_Surface与GM_SurfacePatch之间的关联分片(GB/T23707-2009，6.3.17.3)改变如下:曲面角色的多重性限定为O，lJ到lJ。如果GM_SurfacePatch不作为GM_Surface的一部分，那么它的实例就不能存在。GM_SurfacePatch: surfacelJ:引用(GM_Surface)(多重性限定为O，lJ)5. 5. 4 DirectPosition: : coordinateReferenceSystem 数据类型DirectPosition的关联角色坐标参照系(GB/T23707-2009 , 6.4. 1. 4)的多重性限定为O，lJ

17、到OJ.单个的点不能指定一个参照系统，必须通过GM_Object: CRS来构建。对于遵循本标准的任何数据集中的数据，应在且仅在一个确定的坐标参照系内。DirectPosition: : coordinateReferenceSystemOJ: ISO 19111: SC_CRS (多重性限定为O，lJ)5.5.5 GM_SurfaceBoundary: exterior GM_SurfaceBoundary的关联角色exterior气GB/T23707一2009，6.3.7.2)的多重性限定为O，lJ到1J。因此，所有的曲面都需要包含一个外部边界，并且本标准中不允许存在全域面。GM_Surf

18、aceBoundary: exteriorlJ :GM_Ring (多重性限定为0，1J)5.5.6 在内部(Interiorto) GM_Primitive的关联角色(GM_单形，GB/T23707-2009，6.3.10.4，关联Interiorto) 重合的子元素(coincidentSubelemen t)和超元素(superElement)的多重性在两端都限定为OJ.因此，本标准把那些彼此相互重叠的GM_Primitives排除在外。GM_Primitive: coincidentSubelementOJ: GM_Primitive (多重性限定为O.nJ)GM_Primitive:

19、 superElementOJ :GM_Primitive (多重性限定为0. nJ) 注:GB/T 23707-2009中的图8把这些关联端命名为被包含的单形(cont缸nedPrimitive)和包含单形containingPrimitive户，而在GB/T237072009正文中它们分别命名为coincidentSubelement和superElement。5.5.7 包含(Contains)GM_Complex的关联角色(GB/T23707 2009 , 6. 6. 2. 3，关联包含)subComplex与superComplex的多重性在两端限定为OJ。因此，本标准把那些彼此相互

20、重莹的GM_Complexes排除在外。GM_Complex: subComplexOJ :GM_Complex (多重性限定为O.nJ)GM_Complex: superComplexOJ :GM_Complex (多重性限定为0. nJ) 5.5.8 复形(Complex)GM_Primitive与GM_Complex之间的关联角色(GB/T23707一2009，6.6.2.4.关联复形勺飞lement和complex的多重性限定为OJ。因此，几何单形不能成为complex的一部分，原因是复形化( complexes)超出了本标准所规定的最小范围。GM_Primitive: complex

21、OJ :GM_Complex (多重性限定为0. nJ) 5.5.9 组合(Composition) GM_Primitive与GM_Composite之间的关联角色(GB/T23707-2009，图25，关联组合勺generator与composite的多重性限定为OJ.因此，几何单形不能成为composite的一部分，原因是组合( composites)超出了本标准所规定的最小范围。4 GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 GM_Primitive: compositeOJ :GM_Composite (多重性限定为0. nJ) 5.6 GM_位置(GM_Posi

22、tion) 数据类型GM_Position(GB/T 23707一2009，6.4.5)被限定如下:它的direct属性的多重性限定为lJ，它的indirect属性的多重性则限定为OJ。因此，数据类型仅允许以坐标的形式来识别一个位置(direct变量。而indirect变量则不被使用。GM_Position: : directlJ : DirectPosition (多重性限定为O，lJ)GM_Position: indirectOJ :GM_PointRef (多重性限定为O，lJ)5.7 GM_曲续段(GM_CllrveSegment) 属性GM_ CurveSegment : numDe

23、rivativesAtStart, numDerivativeslnterior和numDerivativesAtEnd (GB/T 23707-2009，6.4.9.3)的多重性限定为O，lJ到OJ。因此，仅仅只有在邻近曲线段的内部和之间的简单连续性才被描述。GM_CurveSegment: : numDerivativesAtStartOJ: Integer (多重性限定为O，lJ)GM_CurveSegment: numDerivativeslnteriorOJ : Integer (多重性限定为O，lJ)GM_CurveSegment: : numDerivativesAtEndOJ:

24、 Integer (多重性限定为O，lJ)5.8 GM一曲线擂值(GM_CurveInterpolation) 代码表GM_Curvelnterpolation(GB/T 23707-2009，6.4.8)被限定为线性的。因此，曲线上的点之间的插值为线性插值，而不包括其他插值，如大地线插值、椭圆线插值、回旋曲线插值等。5.9 GM_曲面插值(GM_SurfaceInterpoJatiolll) 代码表GM_Surfacelnterpolation(GB/T 23707-2009，6.4.32)被限定为平面的和元。因此，一个曲面的内部要么是一个平面，要么不接指定而通过参照曲面来定义。5.10 G

25、M_曲面片(GM_SurfacePatch) 属性GM_SurfacePatch: numDerivativesOnBoundary (GB/T 23707一2009，6.4. 34. 3)的多重性限定为O，lJ到OJo因此，只有邻近曲面之间的边界上的简单连续性才被描述。GM一SurfacePatch: numDerivativesOnBoundary 0 J : Integer (多重性限定为O，lJ)5.11 GM_多边形(GM_Polygon) 属性GM_Polygon:spanningSurface(GB/T 23707-2009，6.4.36.3)的多重性限定为O，lJ到OJ。因此，

26、多边形的内部不应该由一个生成曲面来描述，例如一个高程模型。GM_Polygon: spanningSurfaceOJ: GM_Surface (多重性限定为O，lJ)5.12 GM_组合曲线(GM_CompositeCorve) GM_CompositeCurve(GB/T 23707-2009 , 6. 6.5)被抽象化。此外，还要求不论是GM_CompositeCurve还是它的发生器都不能指定坐标参照系(依照GB/T23707-2009，它被认为与其容器具有相同的参照系。GM_CompositeCurve: CRS. isEmpty generator. CRS. isEmpty 6 拓

27、扑包本标准没有使用GB/T23707-2009的拓扑包。注=考虑到简化性和降低执行成本才做出这个决定.然而，一些用户群体可能话要拓扑类。他们可以自由地用其他任何构造去定义本标准的扩展版本，添加完整的拓扑框架或者在其中添加合适的子袋。GB/T23707-2009 的附录D可视为将几何和拓扑联系起来的示例。5 GB/T 23706-2009/180 19137 :2007 附录A(资料性附录)支持的规范A.1 概述本标准以那些已经开发出来并在许多组织内部使用的空间模型为基础。我们认为，依据本标准进行模拟而生成的空间数据应当与下面列出的规范的子集相一致。因此，只需要少量的工作就可以将适应于专用标准的

28、数据转移到那些针对以下任何规范所开发出来的系统中。然而，建模而得的数据与核心专用标准的扩展部分不再要求必须相互一致。例如，如果扩展部分将GM_回旋曲线CG M_ Clothoid)从GB/T23707一2009中合并过来，那么模拟而生成的数据将仅仅与那些切实支持回旋曲线的标准相一致。绝大多数列出的规范都对本标准所指定的通用核心标准进行了扩充，如图A.1所示。支持GB/T23706核心专用标准I -+- _ ,-f-+: I 支持的规范l支持者被支持l、-./ 模式| / 模式数据|-/ 飞数据. .，.、符合，/ /、，、不符合 图A.1 GB/T 23706与包含扩展部分的规范之间的关系A.

29、2 支持的规范的列表本标准发布的时候，已知已有下列规范与本标准相容。然而，这些规范中的某些部分对本标准有所扩展。6 -ALKIS，联邦德国政府测量机构工作委员会(Arbeitsgemeinschaftder Vermessungsverwal tungen der Lnder der Bundesrepublik Deutschland) , 20030 一一DGIWG和IHO，ISO19107CGB/T 23707)的专用标准，支持二维拓扑，数字地理信息工作组和国际水文局，20030一一INTERLIS，瑞士国家标准SN612031. Association Suisse de Normal

30、isation, 2003。一一ISO19136CGB/T 23708)地理信息地理标记语言(GML)。一一OpenGIS简单要素，开放式地理信息系统联盟，1999。-SOSI空间数据协调一一挪威标准，第一部分几何模型。B.l 0罐几何对象的数据类型附录B(规范性附录)抽象副试套件GB/23706一2009/ISO19137:2007 a) 测试目的:验证应用模式或者专用标准是否通过属性position和从GM_Object继承而来的关联CoordinateReerence System实例化了GM_Pointob) 测试方法:检查应用模式或核心专用标准的文献资料。c) 引用:GB/T2370

31、7-2009,A. 1.1. 1。d) 测试类型:能力测试。B.2 1雄几何对象的数据类型a) 测试目的:验证应用模式或者专用标准是否满足B.l的所有要求，并且通过属性orientation和关联segmentation实例化了GM一Curve，以及通过眉性controlPoint实例化了GM_LineS-tnng。b) 测试方法:检查应用模式或核心专用标准的文献资料。c) 引用:GB/T23707-2009,A. 1. 1. 20 d) 测试类型:能力测试。.8.3 2维几何对象的数据类型a) 测试目的z验证应用模式或者专用标准是否满足B.2的所有要求，并且通过属性orientation和关

32、联segmentation实例化了GM_Surface，以及通过属性boundary实例化了GM_Polygon。b) 测试方法:检查应用模式或核心专用标准的文献资料。c) 引用:GB/T23707 2009 ,A. 1.1. 3 0 d) 测试类型:能力测试。注:GB/T 23707-2009的人1.1. 3致性因试强制要求对关联GM_Primitive:interiorTo (6.3.10.的进行实例化。本标准实例化了此关联，但将多重性限定为0，7 GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 C.1 引言附录C(资料性附录)本标准的扩展本标准的目的是提供一个易于理解且实

33、现成本低的核心专用标准。一个小而有限的核心专用标准更容易被市场广泛接受，而一个宽泛的核心专用标准将会损害它所存在的意义。然而，许多用户群体的需求都超出了本标准的能力范围。这些群体可能会定义他们自己的专用标准，这些自定义的专用标准应该与本标准中的核心专用标准相一致，但是可以弱化它的限制并添加其他构件。如果他们的专用标准可以使用户普遍受益，那么它可以通过标准化的过程而成为一项IS0标准。虽然读者会参考IS019106来了解标准专用化的过程，但针对某些典型的需求，本资料性附录也可以作为指南。C.2 几何聚集不同用户的应用模式可自由使用关联、聚合和组合，而用户类的属性可以是几何类型。例如，一个果园可以

34、模拟为果木的聚合，每棵果木都具有一个位置属性。而且，对温度样本的周期测量可模拟为图C.1所示。FruitTree +position:G M _Point periodicSurvey +collectionDate:Date 图C.1 定义应用模式中的聚合和组合的示例Sample +position:Gm _Point +temperature:lnteger 大多数情况下，聚合可以在应用模式级别上进行模型化。这些示例仅仅使用GM_Point(由核心专用标准所支持的一个类型)。因此，核心专用标准就足够了，不需要进行扩展。然而，某些用户群体可能会需要GB/T23707-2009中的几何聚集型，

35、例如GM_MultiPoint或GM_MultiCurveo这些用户群体可以自由地扩展本标准以包含这些类型。C.3 三维几何虽然本标准不支持三维几何单形(体)，但它确实允许0、1和2维几何单形存在于一个三维的坐标参照系中。尤其是，组成GM_SurfacePatch的外部边界的曲线可能会包含带有三维控制点的GM_LineStringso如果内部点的位置没有被确定，曲面插值将会是元。仅当所有的点都位于一个平面中时，平面插值才是可以接受的。如果某些用户群体想要去使用体(Solid)，例如GM_二次曲线(GM_Conic)或GM_球体(GM_Sphere) ，那么他们就可以自由地去扩展本标准。C.4

36、其他的GM_CurveSegment子类本标准中，GM_LineString是GM_CurveSegment仅有的子类。然而，某些用户群体可能会需要GB/T 23707-2009附加的曲线段类型，例如GM_弧(GM_Arc)，GM_回旋曲线(GM_Clothoid)或者GM_B样条曲线(GM_BSplineCurve)。这些群体可以定义本标准的扩展部分，以包含所需要的GM_CurveSegment子类。8 GB/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 :0. 1 曲结示例附录D(资料性附录)示例图D.l给出了包含单-GM_LineString段的GM_Curve例子。Segl

37、 Pos2 Pos4 图D.1 lEJ.:lllm!llneCi1lJrle是一个GM_CuiVe，它包含单一的GM_UneStlillllg段图D.2显示出了ExampleCurve和它的关联对象的UML对象图。ExampleCurve:GM一CurveCPl:GM_PointArray col田nnOJ=Poslcol umn 1 J =Pos2 col皿m2J=P臼3l山nn3J=Pos4Posl:GM Position 11 OirPosl:Oirect阳阳Pos3:GM_Position I I OirPos3:0irectPositon directOJ=OirPos1 门cr曲创

38、e=directOJ=OirPos3 I Icoordinate= P 田2:GM_Pos 削II _Qf 巾dOire阳:坦吼d巾cctP伊白P阳o囚sitPos4:GM Position I I _Q!巾刊Oirec阳itiond伽re回口OJ=O肌irPo臼s2 o时甜ma臼=direct 0 J =OirPos4 I I coordinate= 图D.2ExampleCurve和它的关联对象的UML对象圄D.2 曲面示倒图D.3给出了包含两个GM_Polygon的GM_Surface的示例。9 G/T 23706-2009/ISO 19137 :2007 / / / / / / / /

39、 / / / / / /lJ J、-Y/二习4M(/二， 、/ / / / / / / / / / / / / 、画、. 、Ill-l i1-h- -u- 、-2-、LP一- lIltt 、 注:曲面片A(PatchA)的边界的外部是GM_RingR1，它由单一的GM_CurveCl所组成，曲面片B(PatchB) 的边界不仅具有一个外部(R2，由C2组成)而且具有一个内部(R3，由C3组成。图D.3咀xampleSurface是一个GM_8urface，它由两个GM_Polygon曲面片A和曲面片组成图D.4显示了ExampleSurface和它的关联对象的UML对象图。m忧币。lation

40、=planar boundary=Boundary B object patch ExarnpleSu白ce:GMSurface patch mte叩olation=planar boun也ry=Boun也ryA注z各个线串的细节被省略了E请参考前述示例来了解曲线的结构。圄D.4 ExampleSurface和它的关联对象的UML对象图10 参考文献lJ IS0 19106:2004地理信息专用标准2J IS0 19136地理信息地理标记语言(GML)GB/T 23706一2009/18019137:2007 hCON h的-mwgZOON-oh的NH阁。中华人民共和国国家标准地理信息核心空间模式GB/T 23706-2009/150 19137: 2007 * 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X 1230 1/16 印张1字数26千字2009年8月第一版2009年8月第一次印刷* 书号:155066 1-38341 定价18.00元GB/T 23706-2009 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533打印日期:2009年8月241: