Wielonarodowe programy produkcji danych geoprzestrzennych do celów obronnych

ROCZNIKI GEOMATYKI 2006 m TOM IV m ZESZYT 1

WIELONARODOWE PROGRAMY

PRODUKCJI DANYCH GEOPRZESTRZENNYCH

DO CELÓW OBRONNYCH

MULTINATIONAL GEOSPATIAL DATA PRODUCTION

PROGRAMMES FOR DEFENCE PURPOSES

Keywords: MGCP, MGCP geospatial data

Jerzy Pietruszka

Oddzia³ Geodezji i Kartografii, Zarz¹d Geografii Wojskowej SG WP

Dla resortu obrony narodowej, który jest bezpoœrednio zaanga¿owany w wype³niane zo-bowi¹zañ wobec Sojuszu Pó³nocnoatlantyckiego, zasiêg przestrzenny zarz¹dzania kryzyso-wego wykracza daleko poza granice kraju. Wynika to z udzia³u Si³ Zbrojnych RP w szerokim spektrum misji/operacji, np. humanitarnych, stabilizacyjnych, zwalczania terroryzmu. Sytu-acja ta wymusza na pionie geografii wojskowej gotowoœæ do wsparcia dzia³añ ekspedycyj-nych Polskich Kontyngentów Wojskowych. Jest ona oparta na mobilekspedycyj-nych i zdolekspedycyj-nych do przerzutu w dowolny rejon œwiata kontenerowych systemach: zobrazowania i analizy tere-nu, dystrybucji informacji geoprzestrzennej, pomiarów terenowych.

Zabezpieczenie geograficzne wymienionych wczeœniej misji/operacji wojskowych wy-maga informacji geoprzestrzennej na obszary o mniej lub bardziej przewidywalnym potencja-le kryzysowym stanowi¹cym powód mo¿liwej interwencji si³ miêdzynarodowych. Dostêp-nym produktem o zasiêgu globalDostêp-nym jest mapa wektorowa poziomu pierwszego. Wype³nia ona potrzeby wstêpnego planowania i przerzutu. Nie jest jednak wystarczaj¹co szczegó³owa na czas prowadzenia misji/operacji. Niezbêdna jest w tym przypadku informacja wysoko-szczegó³owa odpowiadaj¹ca skali 1:50 000 – 1:100 000. Obecnie ¿adne pañstwo nie jest w stanie wytworzyæ i utrzymywaæ zasobu takiej informacji.

Sukces, jakim by³o opracowanie pierwszej globalnej mapy wektorowej (VMap L1) odpo-wiadaj¹cej rozdzielczoœci informacyjnej mapie w skali 1:250 000 zachêci³ jej twórców do zwiêkszenia wysi³ku i podjêcia siê opracowania produktu bardziej szczegó³owego i pe³niej reaguj¹cego na potrzeby agencji obronnych i przeciwdzia³aj¹cym sytuacjom kryzysowym. Kilkanaœcie krajów uczestnicz¹cych w programie VMap L1 (dzia³aj¹cych w ramach grupy roboczej VaCWG – VMap Co-production Working Group) wzmocnionych udzia³em kilkuna-stu innych pañstw postanowi³o sprostaæ wyzwaniu zdefiniowanemu przez niew¹tpliwego lidera na œwiatowym rynku opracowañ geoprzestrzennych – amerykañsk¹ Narodow¹ Agen-cjê Rozpoznania Geoprzestrzennego (National Geospatial-Intelligence Agency – NGA). W efekcie idea przetworzona zosta³ w Wielonarodowy Program Wspólnej Produkcji Geoprze-strzennej (Multinational Geospatial Co-production Program – MGCP).

Do programu przyst¹pi³o 28 wojskowych lub zwi¹zanych z obronnoœci¹ rz¹dowych agen-cji reprezentuj¹cych kraje Europy, Ameryki Pó³nocnej oraz Australii i Oceanii, w tym 5 spoza NATO. S¹ to: Belgia, Bu³garia, Czechy, Dania, Estonia, Francja, Grecja, Hiszpania, Holandia, Kanada, Litwa, £otwa, Niemcy, Norwegia, Polska, Portugalia, Rumunia, S³owacja, Turcja, USA, Wêgry, Wielka Brytania, W³ochy oraz Australia, Finlandia, Mo³dawia, Nowa Zelan-dia, Szwecja. Polskê w tym gronie reprezentuje Zarz¹d Geografii Wojskowej Generalnego Zarz¹du Rozpoznania Wojskowego Sztabu Generalnego WP.

Celem Programu MGCP jest wspó³praca miêdzynarodowa w produkcji wysokorozdziel-czych danych wektorowych do u¿ytku w oficjalnych, rz¹dowych i wojskowych celach krajów uczestnicz¹cych w Programie, na obszary gdzie dotychczas brak takich danych.

Program MGCP opiera siê na wielostronnym porozumieniu miêdzynarodowym (Memoran-dum of Understanding) pomiêdzy ministerstwami obrony narodowej poszczególnych stron. Porozumienie MGCP reguluje wszystkie podstawowe sprawy zwi¹zane z pozyskaniem Ÿróde³, produkcj¹ danych, odbiorem jakoœciowym, sk³adowaniem i dystrybucj¹ gotowych danych MGCP. Porozumienie konstytuuje trzy grupy robocze MGCP. Pierwsza z nich to Grupa Steru-j¹ca sk³adaj¹c¹ siê krajów wiod¹cych, które zadeklarowa³y produkcjê najwiêkszej liczby jedno-stek danych MGCP. Jej g³ówne zadanie to bie¿¹ce kierowanie programem, a w szczególnoœci planowaniem produkcji i zabezpieczeniem jakoœci. Druga to Grupa Plenarna skupiaj¹ce przed-stawicieli wszystkich stron Porozumienia, zbieraj¹ca siê dwa razy w roku i podejmuj¹ca zasad-nicze decyzje zwi¹zane z zapisami Porozumienia i wynikaj¹ce z bie¿¹cej dzia³alnoœci Programu MGCP. Ostatni organ MGCP to Grupa Techniczna skupiaj¹ca siê na opracowaniu i utrzymaniu dokumentacji technicznej MGCP. Zbiera siê trzy razy w roku a w jej sk³ad wchodz¹ przedsta-wiciele stron MGCP oraz grupy roboczej ds. cyfrowej informacji geoprzestrzennej (Digital Geospatial Information Working Group – DGIWG), a tak¿e na zaproszenie, przedstawiciele firm komercyjnych zwi¹zanych z tworzeniem narzêdzi GIS.

Pojêcie danych MGCP (zwanych tak¿e wysokorozdzielczymi danymi wektorowymi – High Resolution Vector Data – HRVD) obejmuje zestaw danych o rozdzielczoœci informa-cyjnej odpowiadaj¹cej mapom w skalach od 1:50 000 do 1:100 000 – zale¿nie od potrzeb kraju produkuj¹cego o dok³adnoœci poziomej nie gorszej ni¿ 25 m. Aktualnoœæ danych zasa-dza siê na najnowszych (najlepszych) dostêpnych Ÿród³ach (scenach satelitarnych, mode-lach terenu, mapach topograficznych, bazach danych o lotniskach, przeszkodach lotniczych, gazeterach itp.).

Jednostk¹ miary dla opracowania i wymiany danych MGCP jest czworobok o wymia-rach 1° × 1° d³ugoœci i szerokoœci geograficznej zwany oczkiem (cell). Ka¿da strona Poro-zumienia MGCP musi wyprodukowaæ co najmniej 5 oczek, w tym przynajmniej jedno spoza w³asnego terytorium. Polska zadeklarowa³a wstêpnie produkcjê 28 oczek. Generaln¹ zasad¹ jest, ¿e strony Porozumienia nie bêd¹ wytwarzaæ wysokorozdzielczych danych wektoro-wych na terytoria innych stron.

Wed³ug stanu na kwiecieñ 2006 roku wszystkie kraje programu MGCP zadeklarowa³y produkcjê 3098 oczek.

Wstêpnym formatem wynikowych danych MGCP jest format ESRI ShapeFile. Docelo-wym formatem jest GML.

Dane MGCP nie nale¿y traktowaæ jak „skoñczonego” produktu, podobnego np. do mapy 1:100 000. Nale¿y rozpatrywaæ je jedynie jako Ÿród³o tworzenia specjalnych produktów dla zabezpieczenia dzia³añ militarnych i kryzysowych. Dane MGCP nie zawieraj¹:

m granic,

m nazw fizjograficznych,

m elementów hydrografii morskiej, m informacji lotniczej.

ród³em danych do produkcji HRVD s¹ ortofotomapy otrzymane ze scen satelitarnych wysokiej rozdzielczoœci. Zak³ada siê, ¿e na obszary zurbanizowane wymagane s¹ sceny satelitarne o rozdzielczoœci co najmniej 1 m, natomiast obszary niezamieszka³e (pustynie, pó³pustynie, stepy, tundry, tajgi itp.) o rozdzielczoœci 2,5 m. Przed przyst¹pieniem do pro-dukcji danych MGCP ka¿dy kraj musi przejœæ proces weryfikacji zdolnoœci do wytworzenia ortofotomapy o dok³adnoœci poziomej 15 m. Imagery Benchmarking Process, bo o nim tu mowa, przeprowadzany jest przez NGA na ortofotomapie obejmuj¹cej jedno oczko MGCP. Jest to proces jednorazowy a pozytywny wynik umo¿liwia stronie Porozumienia rozpoczê-cie zbierania danych wektorowych.

Istotn¹ nowoœci¹ i znacz¹c¹ ró¿nic¹ pomiêdzy dotychczasowymi produktami wektoro-wymi serii VMap a danymi MGCP jest zmiana s³ownika kodowania obiektów i atrybutów. Dotychczas stosowany s³ownik FACC zast¹piony zostaje opracowanym przez DGIWG s³ow-nikiem DFDD (DGIWG Feature Data Dictionary – s³ownik kodowania obiektów i atrybu-tów DGIWG).

Dokumentacja techniczna MGCP wyró¿nia pod wzglêdem zasad wydzielania nastêpuj¹ce typy obiektów:

m obowi¹zkowe (mandatory) – musz¹ byæ zebrane zgodnie z zasadami wydzielania

obiek-tów (extraction guidance),

m warunkowe (conditional) – obiekty wymagane ale zale¿ne od dostêpnoœci materia³ów

Ÿród³owych,

m fakultatywne (optional) – je¿eli s¹ dostêpne dane;

oraz ich atrybutów:

m obowi¹zkowe (mandatory) – musz¹ byæ zebrane ewentualnie wype³nione wartoœci¹

„nieznane” lub „domyœlne”,

m fakultatywne (optional) – o ile bêd¹ dostêpne dane.

Dokumentacja Techniczna MGCP to zestaw kilkunastu dokumentów szczegó³owo opi-suj¹cych procesy zbierania danych, implementacji, kontroli i zapewnienia jakoœci. W jej sk³ad wchodz¹:

m MGCP Semantic Information Model, m MGCP ISO19115 /19139 metadata Profile, m MGCP Extraction Guide,

m MGCP Feature and Attribute Catalogue (includes metadata at Feature Level), m ISO19110 Implementation for Content Description,

m ESRI Shape File Implementation Rules, m General Data Acceptance Rules,

m Logical and Topological Consistency Rules, m GAIT Automatic Checking Tool,

m Imagery Benchmarking, m QA/QC Process, m Packaging Rules.

Dla celów sk³adowania wytworzonych danych i umo¿liwienia uczestnikom Programu MGCP dostêpu do nich Porozumienie MGCP przewiduje utworzenie Miêdzynarodowego

Serwera Geoprzestrzennego (International Geospatial Warehouse – IGW). Zarz¹dzany i utrzy-mywany przez NGA IGW, bêd¹cy aktualnie w fazie uruchamiania i certyfikacji u¿ytkowni-ków, jest miejscem gdzie wyprodukowane dane MGCP bêd¹ sk³adowane i udostêpniane wszystkim stronom Porozumienia.

Pobieranie danych MGCP z IGW nastêpowaæ bêdzie wed³ug œciœle okreœlonych regu³ zapisanych w Porozumieniu i przedstawionych poni¿ej.

Wysokorozdzielcze dane wektorowe bêd¹ wytwarzane jako produkty jawne i oznaczone jako UNCLASSIFIED – LIMITED DISTRIBUTION – FOR OFICIAL USE ONLY. Ka¿da Strona porozumienia mo¿e okreœliæ czy jej informacje dostarczone do Programu MGCP powinny mieæ ograniczony dostêp i kwalifikowaæ siê jako kontrolowana informacja jawna (CUI).

Z szacunków przeprowadzonych przez NGA koszt opracowania jednego oczka 1° x 1° danych MGCP ze œredni¹ gêstoœci¹ danych o rozdzielczoœci 50 000/100 000 wynosi $100.000. WskaŸnik rentownoœci przedsiêwziêcia (stosunek zysku do kosztów) w przypadku Polski wynosiæ bêdzie 5 do 1. Oznacza to, ¿e inwestuj¹c 2,8 mln $ Polska uzyska wysokorozdziel-cze dane wektorowe na obszary j¹ interesuj¹ce o wartoœci 14 mln $.

Termin wywi¹zania siê uczestników Programu MGCP z zadeklarowanych wielkoœci pro-dukcji up³ywa 31 grudnia 2011 roku.

Summary

The involvement of Polish Military Contingents in various peacekeeping operations carried out outsi-de the territory of Poland requires procurement of high resolution geospatial data for all potential conflict areas, terrorist organisationsactivities and natural disaster areas. Various international co-operation programmes provide effective means to deal with such a challenge.

To this point, the success of the global Vmap L1 production programme resulted in launching a new international project – Multinational Geospatial Co-production Programme (MGCP).

It is a solemn intention of the military geospatial agencies representing 28 countries to complete within

a b z ci L -a w o k u d o r p y w k e z c o h c y n ° 1 x ° 1 k e n u s o t S k e z c o h c y n a z a k e z r p h c y n a r b o p o d W G I z d a³ k y z r P 0 1 – 1 1:2 za7oczek przekazanychdoIGWSrtonaortzymuje14oczek; r a z s b o y n l o w o d a n i m a k z c o 1 2 e j u n o p s y d a n o rt S m e z a r 0 5 – 1 1 1:4 za28oczekprzekazanychdoIGWSrtonaortzymuje112oczek; * r a z s b o y n l o w o d a n i m a k z c o 0 4 1 e j u n o p s y d a n o rt S m e z a r 0 5 1 – 1 5 1:6 za60oczek przekazanychdoIGWSrtonaortzymuje360oczek; r a z s b o y n l o w o d a n i m a k z c o 0 2 4 e j u n o p s y d a n o rt S m e z a r j e c êi w i 1 5 1 1:8 za180oczek przekazanychdoIGWSrtonaortzymuje1440oczek; r a z s b o y n l o w o d a n i m a k z c o 0 2 5 1 e j u n o p s y d a n o rt S m e z a r a n o rt S a c ¹ d o i w j e c êi w i 0 0 2 – pe³nydostêpdowszystkcihoczek

the period of 2006–2011 the production of vector maps with the information accuracy level relevant to topographic maps at scales 1:50 000 – 1:100 000 for previously agreed areas of interest.

The orthophotomap made on the basis of up-to-date, high resolution satellite imagery will serve as a main data source.

Once finally elaborated, the MGCP data will be transferred to International Geospatial Warehouse (IGW), from where the programme participants will be able to exchange data according to the procedures adopted.

p³k mgr Jerzy Pietruszka j.pietruszka@wp.mil.pl