Geometrie in model en GML

1.1 Inhoud van de handreiking

In eerste instantie komt geometrie voor in informatiemodellen in de vorm van geometrietypen populair bekend als punten, lijnen, vlakken. ISO 19107 [iso-19107-2003] beschrijft middels een ruimtelijk schema (spatial schema) deze geometrische primitieven, de uitbreidingen daarop en de relaties daartussen. De toepassing in dat ruimtelijk schema is ook bepalend voor toepassing in informatiemodellen. De relatie tussen het ruimtelijk schema en de toepassing in informatiemodellen wordt beschreven.

Het ruimtelijk schema kent geometrietypen met een toenemende complexiteit. Niet alle typen zijn gegeven de stand van techniek even inter-operabel toepasbaar. Er is daarom een keuze gemaakt tot welke typen we ons in Nederland (in de regel) beperken. Deze inperking wordt beschreven in een profiel.

Uitwisseling van geo-informatie (bestanden) gebeurt middels GML [iso-19136-2007]. Dat betekent dat de conceptuele informatiemodellen toegepast worden in GML. Beschreven wordt hoe het ruimtelijke schema vertaald wordt naar de GML implementatie omgeving. Ook hier wordt er uitgegaan van een Nederlands profiel op de complete GML implementatie. Afgesproken is dat het Nederlands profiel het GML Simple Features profile level 2 volgt. Dit profiel wordt in de annex door middel van business rules in schematron vastgelegd. Met de schematron regels is een GML bestand te controleren op conformiteit met het Nederlandse profiel.

Voor de implementatie in services is het soms nodig om vanwege de interoperabiliteit de complexiteit van het GML bestand te reduceren tot Simple Features profile 0. Dat betekent dat het informatiemodel ook gesimplificeerd moet worden. In hoofdstuk 5 zijn een aantal basisregels opgenomen voor het transformeren van een SF2 model naar een SF0 model.

1.2 Leeswijzer

Hoofdstuk 2 van dit document bevat een uitleg van het ruimtelijk schema zoals beschreven in ISO 19107 en gehanteerd in de GML standaard.

Hoofdstuk 3 bevat een uitleg van het Simple Features profile for GML.

Hoofdstuk 4 beschrijft de Nederlandse toepassing van GML en het Simple Features profile en de regels die daaruit voortvloeien.

In Hoofdstuk 5 wordt tenslotte uitgelegd hoe, indien nodig, een aan Simple features level 2 voldoend informatiemodel kan worden omgezet naar een vereenvoudigd model dat voldoet aan level 0.

De belangrijkste algemene GML coderingsregels staan beschreven in Appendix 1, een uitgewerkt voorbeeld van de in dit document beschreven regels en werkwijze in Appendix 2, en een overzicht van de verschillen tussen GML 3.1.1 en 3.2.1 in Appendix 3.

2.1 Ruimtelijk schema van ISO 19107

NEN 3610 beschrijft de regels voor het modelleren van geo-informatie. Belangrijk in de definitie van een geografisch object is dat het locatie eigenschappen heeft. Eén van die locatie eigenschappen is de directe locatie die middels coördinaten is beschreven. Door middel van attributen wordt de directe locatie en geometrie door coördinaten gerepresenteerd. De waarden van die attributen zijn coördinaten of coördinaatreeksen die een geometrie representeren. We noemen dit geometrietypen. In ISO 19107 is een klassediagram, het ruimtelijk schema, opgenomen met de geometrietypen en hun onderlinge relaties. De geometrietypen uit dit diagram worden gebruikt om de geometrietypen in geo-informatiemodellen te specificeren.

Voor de geometrietypen zijn er verschillende niveau´s van complexiteit van structuur en dimensionaliteit. Voor de complexiteit van structuur is er een verdeling in de geometrisch primitieven punt, lijn, vlak en volume en de geometrische complexen. Complexen hebben een complexe datastructuur en zijn opgebouwd uit een verzameling geometrische primitieven.

• Geometrische primitieven
• Geometrische complexen

Dimensionaliteit is het tweede criterium bij het definiëren van geometrietypen.

• 0 dimensies
• 1 dimensie
• 2 dimensies
• 3 dimensies

Het ISO 19107 ruimtelijk schema is geconstrueerd rond die twee criteria van data complexiteit en dimensionaliteit. Er is nog een derde criterium, functionaliteit (operaties), dat echter voor de indeling van de geometrietypen in het ruimtelijk schema geen gevolgen heeft. ISO 19125-1 Simple feature access [iso-19125-1-2004] definieert een model voor 2 dimensionale geometrietypen. Zie hiervoor ook het OGC origineel OpenGIS® Implementation Standard for Geographic information - Simple feature access - Part 1: Common architecture. In dit 2D geometriemodel zijn restricties opgenomen die van een algemene geometrie een simpele geometrie maken. De term simple feature staat daarin voor features beperkt tot 2 dimensionale geometrie.

Figuur 1 beeldt het ruimtelijk schema af en is overgenomen uit het INSPIRE consolidated UML model. Dat is weer gebaseerd op het model voor geometrische basistypen uit de ISO 19107.

Uit dit schema worden alleen de geometrietypen toegelicht die voor deze handreiking van toepassing zijn. De toelichting is beperkt en omvat alleen de informatie die voor de toepassing van dit document relevant is. Voor de volledige beschrijving wordt verwezen naar ISO 19107. Voor simple features (2D) gelden er restricties die apart worden aangegeven.

2.2 Geometrische primitieven

2.2.2 GM_Curve

Lijn. 1-dimensionale geometrie.

Een curve is simple indien er geen zelfintersectie optreedt.

Lijnen zijn continu en hebben een meetbare lengte in een coördinaten systeem. Lijnen bestaan uit een of meer lijnsegmenten waarbij de lijnsegmenten verschillende interpolatiemethoden kunnen gebruiken. Lijnsegmenten zijn aan elkaar verbonden waarbij het eindpunt van elk segment, behalve de laatste, verbonden is aan het beginpunt van het volgende. Wanneer het begin- en eindpunt van een lijn met elkaar verbonden zijn is de lijn gesloten en spreken we ook wel van een Ring.

2.2.3 GM_Surface

Vlak. 2-dimensionale geometrie.

Een vlak heeft een oriëntatie, dat wil zeggen, een boven en onderzijde. De bovenzijde is gedefinieerd als de kant vanaf welke de begrenzing tegen de klok in (anti clock wise) is gedigitaliseerd. Een vlak bestaat uit een of meer ‘surface patches’. Indien er meerdere zijn dan vormen die samen een aaneengesloten vlak.

Een vlak is simple indien een vlak bestaat uit één surface patch.

Een vlak heeft normaal gesproken in ieder geval in 2D situaties een buitenkant, de exterior. Daarnaast kan een vlak ook nog 0 of meer interne begrenzingen hebben, de interior. De buitenkant heeft, zoals hierboven beschreven, van bovenaf gezien een richting tegen de klok in. De binnenkant wordt met de klok mee vastgelegd.

2.2.4 GM_Solid

Volume. 3-dimensionaal geometrietype.

De geometrie van een GM_Solid is opgebouwd uit GM_SolidBoundaries (grenzen) die elk weer een GM_Surface zijn. Deze zijn naar buiten toe georiënteerd: de bovenkant van elk vlak is aan de buitenkant van het volume object te zien.

2.3 Geometrische aggregaties

Het is mogelijk om samenstellingen van geometrietypen te aggregeren in nieuwe geometrie typen. Hiervoor is het aggregatiepakket ontwikkeld. Aggregaties hebben verder geen regels over de inhoudelijke structuur; in algemeenheid zijn er geen regels over of de geometrische primitieven elkaar moeten/mogen raken, overlappen enzovoort. Voor simple features (2D) gelden er wel restricties. Deze worden apart aangegeven.

Geometrische complexen oftewel composites zijn ook samenstellingen van geometrische primitieven, maar hierbij gelden wel aanvullende regels. Deze composites worden verder niet besproken. Ze zijn geen onderdeel van het Simple Features profile (zie § 3. Geometrie in GML - Nederlands profiel).

2.3.1 GM_MultiPoint

Multipunt. Verzameling van punten die gezamenlijk één object vormen. (instanties van GM_Point). Een multipoint is simple indien er geen punten met dezelfde coördinaten voorkomen.

2.3.2 GM_MultiCurve

Multilijn. Verzameling van lijnen die gezamenlijk één object vormen (instanties van GM_Curve).

Een multicurve is simple indien de samenstellende delen simple zijn en de enige intersecties tussen delen zich bevinden in punten aan de buitenkant van die objecten (geen kruising wel vertakking).

2.3.3 GM_MultiSurface

Multivlak. Verzameling van vlakken die gezamenlijk één object vormen (instanties van GM_Surface).

Vlakken in een multisurface mogen elkaar niet overlappen. In een simple multisurface mogen vlakken elkaar alleen raken in een eindig aantal punten (wel punten maar geen grenzen gemeenschappelijk)

2.3.4 GM_MultiSolid

Multivolume. Verzameling van volumes die gezamenlijk één object vormen (instanties van GM_Solid).

2.4 Definities van 2, 2.5 en 3D

Voor het representeren van geometrieën is de dimensionaliteit van groot belang. Voor 2 en 3 dimensionale representatie lijkt voor de hand te liggen wat daar mee bedoeld wordt. In de praktijk wordt er ook nog over 2.5 D gesproken. Het is daarom goed om bruikbare definities te hanteren.

2D: Objecten bestaan uit punten, lijnen of vlakken. Coördinaten zijn een x en een y-waarde.

2,5D: Punten, lijnen of vlakken. Coördinaten zijn een x,y en z waarde. Bij elk x,y-locatie is er maximaal één z-waarde beschikbaar. Dat betekent dat 2D geometrien zich in een 3D ruimte (x,y,z) bevinden maar dat de geometrien zichzelf of elkaar niet mogen overlappen in de horizontale projectie.

3D: Volume eenheden oftewel ‘solids’ zijn onderdeel van de mogelijke geometrietypen. Bij elke x,y-locatie zijn er meerdere z-waarden mogelijk.

2.5 Nederlands profiel op ISO 19107

Het ruimtelijk schema in al zijn complexiteit is geschikt om zeer gevarieerde representaties van geometrieën te definiëren. Bij het kiezen van geometrietypen ter implementatie in een softwareomgeving is het van belang eisen ten aanzien van interoperabiliteit mee te nemen. In het kader van het Nederlands profiel op ISO 19107 is er gekeken naar GML als implementatieomgeving. Daarin is geëvalueerd welke subset van geometrietypen uit het ruimtelijke schema tot een basisset, een profiel, moeten behoren. Er is daarmee een directe link tussen het Nederlandse profiel op GML en het profiel op ISO 19107.

3.1 Totstandkoming SF2 als Nederlands profiel op GML

Bij het tot stand komen van het Nederlandse GML profiel zijn een aantal beginselen leidend geweest:

• het profiel moet de eisen van het geo-informatie werkveld weerspiegelen;
• het profiel is gekoppeld aan (toepassingen van) NEN 3610;
• het profiel is een basisprofiel dat basiseisen die door de sectorale informatiemodellen gesteld worden omvat;
• een sectoraal informatiemodel kan uitbreidingen op het basisprofiel formuleren;
• het profiel moet afgestemd zijn op de actuele technische mogelijkheden die software biedt.

Door deze beginselen geeft het profiel voldoende richting voor standaardisering van algemene functionaliteit maar ook flexibiliteit voor toepassingen die specifieke oplossingen nodig hebben. Het profiel geeft richting aan de aanbodkant van geo-informatie en aan de modelleurs van informatiemodellen voor de oplossingen en mogelijkheden voor datamodellering. Voor softwaretoepassingen biedt het profiel een basis waar functionaliteit en toepassingen op afgestemd kunnen worden.

Om een uitspraak te kunnen doen over de eisen die in Nederland gesteld worden aan GML als uitwisselingsstandaard is een enquête gehouden onder de beheerders van aan NEN 3610 gerelateerde informatiemodellen. De volgende informatiemodellen en hun respectievelijke sectoren zijn hier bij betrokken: BAG (adressen en gebouwen), IMGeo (geografie), IMWA, UM Aquo-m, UM Aquo-krw (water), TOP10NL/IMTOP (topografie), GBR (grootschalig weg, water en waterwegen), IMWE (welstand), IMRO (ruimtelijke ordening), IMKICH (cultuurhistorie), IMKAD (kadaster), IMKL, BMKL (kabels en leidingen), IMBOD (bodem). Op basis van deze eisen is een eerste concept profiel voor GML ontwikkeld.

Het conceptprofiel is gepresenteerd aan en voor commentaar uitgebracht naar het hele geo-informatie werkveld. Een belangrijke rol was hierin voor softwareleveranciers en –ontwikkelaars om eisen vanuit de toepassingen in het profiel te verwerken. Het conceptprofiel is gepubliceerd onder de werknaam gml4nl en was op het moment van publicatie gebaseerd op GML 3.1.1.

Bij de ISO publicatie van GML 3.2.1 is ook het Nederlandse profiel vernieuwd. Het Nederlandse profiel bleek daarbij zo weinig van het GML SF2 profiel te verschillen dat besloten is om geen apart Nederlands profiel te publiceren maar SF2 als officieel Nederlandse profiel op GML 3.2.1 te volgen. Belangrijk was daarin dat het huidige SF2 profiel, in tegenstelling tot 3.1.1 SF2, ook cirkels en bogen opgenomen heeft als geometrievormen.

3.2 GML Simple Features profielen en data complexiteit

De GML standaard is een omvangrijke verzameling van XML elementen en attributen waarmee van alles mogelijk is. De GML standaard bevat bijvoorbeeld definities voor dynamische (voortdurend veranderende) objecten, topologie, complexe geometrische typen, en rasters. Dit maakt GML tot een rijke standaard die veel te bieden heeft, maar maakt het ook moeilijker voor software aanbieders om de hele standaard te ondersteunen.

Om dit probleem te adresseren zijn er verschillende profielen op GML gedefinieerd door de OGC. Een GML profiel is een subset van de complete GML set. De subset is wel zodanig dat het profiel niet in tegenspraak is met de complete set. Voor GML 3.2.1 zijn er drie profielen met toenemende complexiteit, de zogenaamde Simple Features profielen. Softwareleveranciers kunnen ervoor kiezen hun ondersteuning van GML te beperken tot een van deze profielen, of uiteraard om de hele standaard te ondersteunen.

Wat is nu een “simple feature”? Een feature is in de context van GML een equivalent van een instantie van een objecttype zoals bijvoorbeeld een gebouw, een boom, een persoon, een ding. Deze instanties hoeven niet noodzakelijkerwijs een geometrie, of locatie-informatie te hebben. Met ‘simple’ wordt in deze context bedoeld dat de features:

• Een eenvoudige datastructuur hebben.

• Als het ruimtelijke objecten zijn, een eenvoudige geometrische vorm hebben.

De GML standaard is gebaseerd op de algemene XML standaard XML Schema [xmlschema-0]. Een deel van de regels uit de simple features profielen hebben hier betrekking op. SF0 beperkt bijvoorbeeld de datatypen uit XML Schema die gebruikt mogen worden (string, boolean, etc) en definieert daarmee in feite ook een subset van XML Schema. Dit geldt voor de meeste regels die betrekking hebben op de eenvoud van de datastructuur.

Wat er precies wordt beschouwd als ‘eenvoudig’, oftewel wat er wel en niet is toegestaan, wordt gespecificeerd in de GML Simple Features Profile standaard [GML-SF].

3.3 Regels voor alle Simple Features profile levels

De volgende tabel uit het OGC document Geography Markup Language (GML) simple features profile, geeft een overzicht van de inhoud van de verschillende profielen.

<element name="FeatureCollectionIMRO" type="imro:FeatureCollectionIMROType" 
            substitutionGroup="gml:AbstractGML"/>
<complexType name="FeatureCollectionIMROType">
  <complexContent>
    <extension base="gml:AbstractFeatureType">
      <sequence minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
        <element name="featureMember">
          <complexType>
            <complexContent>
              <extension base="gml:AbstractFeatureMemberType">
                <sequence>
                  <element ref="gml:AbstractFeature"/>
                </sequence>
              </extension>
            </complexContent>
          </complexType>
        </element>
      </sequence>
    </extension>
  </complexContent>
</complexType>

<imro:FeatureCollectionIMRO gml:id="Collectie"
    xmlns:imro="http://www.geonovum.nl/imro2012"  
    xmlns:xlink=xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.2"  
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
    xsi:schemaLocation="http://www.geonovum.nl/imro2012 IMRO2012.xsd"\>
  <imro:featureMember>
    <imro:Bestemmingsplangebied gml:id="NL.IMRO.0999.BP2008000001-0005">
         ...
    </imro:Bestemmingsplangebied>
  </imro:featureMember>
  <imro:featureMember>
    <imro:Enkelbestemming gml:id="NL.IMRO.135">
         ...
    </imro:Enkelbestemming>
  </imro:featureMember>
  ...
</imro:FeatureCollectionIMRO>

<wfs:FeatureCollection>
  <gml:boundedBy>
    <gml:Envelope srsName="urn:opengis:def:crs:EPSG::28992">...</gml:Envelope>
  </gml:boundedBy>
  <!-- feature instances go here -->
  <wfs:member>
    <myns:MyFeature>
      <gml:boundedBy>
        <gml:Envelope srsName="...">...</gml:Envelope>
      </gml:boundedBy>
      <!-- zero or more property values go here -->
      <myns:geomProperty>
        <gml:Polygon srsName="...">...</gml:Polygon>
      </myns:geomProperty>
      <!-- zero or more property values go here -->
    </myns:MyFeature>
  </wfs:member>
  <!-- more feature instances go here -->
</wfs:FeatureCollection>

3.4 Simple features profile 0 (SF0)

SF0 is het meest eenvoudige profiel op GML, m.a.w. het profiel met de meeste restricties op GML en XML Schema.

Regels:

• Waarden van een eigenschap mogen inline (genest) of door verwijzing worden opgenomen. Er moet wel een keuze gemaakt worden voor éen van de twee manieren: het is niet toegestaan om in een SF0 GML document de ene keer een waarde inline op te nemen en een andere keer te verwijzen. Verwijzingen mogen alleen opgenomen worden met gml:ReferenceType. Het gml:ReferenceType is de simpele GML implementatie van in UML als associaties gemodelleerde koppelingen tussen objecttypen. De naam van de gekoppelde bron (objecttype) wordt opgenomen in een appinfo element, zodat te zien is naar wat voor soort ding er gerefereerd wordt. De daadwerkelijke verwijzing naar een object instantie wordt met xlink:href gedaan.
• Beperkte set van ingebouwde niet-geometrische typen. Andere eenvoudige of samengestelde typen uit XML Schema of zelf gedefinieerd, zijn niet toegestaan, alleen de volgende:
  1. String:
     1. Een element dat een alfanumerieke waarde heeft moet zijn van het XML Schema type string of een restrictie daarvan. De maxLength of length mogen worden gebruikt om de string verder in te perken.
     2. Een element dat een alfanumerieke waarde heeft waarvan de taal moet worden aangegeven, moet hiervoor gebruik maken van het xml:lang attribuut waarin de taalcode is opgegeven.
  2. Integer: Een element met een integer waarde moet zijn van het XML Schema-type integer of een restrictie daarvan. In het totalDigits element kan worden aangegeven hoe lang het getal mag zijn.
  3. Measurement: Een element dat een meting als waarde heeft moet van het type gml:MeasureType zijn of zijn afgeleid.
  4. Date: Een element dat een datum als waarde heeft, moet zijn van een van de XML Schema typen date of dateTime of een restrictie daarvan.
  5. Real: Een element dat een real waarde moet bevatten, moet zijn van een van de XML Schema typen double of decimal of een restrictie daarvan. Bij een decimal mogen de facetten totalDigits en fractionDigits worden opgegeven, bij een double niet. Meestal zullen elementen met real waarden overigens metingen zijn en dus met een gml:MeasureType worden opgenomen.
  6. binary: Een element dat een binaire inhoud heeft, moet dit ofwel inline in het GML bestand coderen met het XML Schema type base64Binary of hexBinary; of ernaar verwijzen met een URL. In elk geval is het opnemen van de mimeType verplicht.
  7. boolean: Een element dat een boolean (ja/nee) waarde heeft, moet van het XML Schema type boolean zijn.
  8. URI: een element dat een URI als waarde heeft, moet van het XML Schema type anyURI zijn.
• De niet geometrische typen mogen qua waarde verder alleen ingeperkt worden met de XML Schema facetten minInclusive, minExclusive, maxInclusive, maxExclusive, en enumeration. Hiermee kan men de minimale en maximale waarden van getallen inperken en enumeraties definiëren.
• Een element eigenschap mag niet meerdere keren voorkomen; de kardinaliteit die mag worden opgegeven is beperkt tot 0 of 1.
• Het XML Schema attribuut nillable mag niet gebruikt worden.
• Het aantal toegestane GML geometrie typen is ingeperkt. Dit is dezelfde subset voor SF0, SF1, en SF2; zie § 3.3.3 Geometrietypen.
• Features mogen meerdere geometrische eigenschappen hebben.

3.5 Simple features profile 1 (SF1)

SF1 kent minder restricties dan SF0 en is dan ook iets complexer.

SF1 neemt de regels van SF0 over, met uitzondering van het volgende:

• Het is toegestaan om eigen datatypen te maken met een eenvoudige waarde, maar wel gebaseerd op de set van toegestane niet-geometrische typen uit SF0.
• Het is toegestaan om samengestelde datatypen te maken die een eigen, geneste structuur hebben.
• Eigenschappen mogen meerdere keren voorkomen.
• Het XML Schema attribuut nillable mag gebruikt worden.

<complexType name="IdentifierPropertyType">
  <sequence>
    <element ref="fw:Identifier"/>
  </sequence>
</complexType>
<element name="Identifier">
  <complexType>
    <sequence>
      <element name="identificatiecode" type="string"/>
      <element name="organisatie" type="string" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
      <element name="versie" type="string" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
    </sequence>
  </complexType>
</element>

3.6 Simple features profile 2 (SF2)

SF2 is het minst restrictieve niveau in het profiel en is geschikt voor geavanceerde informatiemodellen. Vergeleken met SF1 vervallen in SF2 alle regels over het definiëren van niet-geometrische eigenschappen. D.w.z. alle typen uit de XML Schema standaard mogen gebruikt worden, eigen eenvoudige en samengestelde typen mogen worden gedefinieerd, er zijn geen restricties op kardinaliteit, etc.

Waarden van een eigenschap mogen in SF2 inline (genest) of door verwijzing worden opgenomen. Een mix van beide mag gebruikt worden en gebruik van gml:ReferenceType is niet verplicht.

Wel blijft de restrictie op de toegestane geometrietypen gelden, net als de regel over het definiëren van feature collecties.

3.7 Schema compliance: data levering – data ontvangen

Het Simple Features profile van GML 3.1 was in technisch opzicht een gestripte versie van de volledige GML XSD. Dit bleek echter bij veel validatietools problemen op te leveren. De gestripte XSD had dezelfde namespace als de volledige GML XSD waardoor conflicten konden optreden.

Bij het Simple Features profile van GML 3.2 is daarom een andere werkwijze gekozen. Een GML applicatieschema dat voldoet aan een bepaald level van het Simple Features profile, moet hoewel de GML standaard niet volledig hoeft te worden ondersteund, de volledige GML XSD en de gmlsfLevels.xsd importeren en in de header aangeven welk SF level is toegepast. Dit dient te gebeuren door een annotation op te nemen binnen het schema element:

<schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
        xmlns:gmlsf="http://www.opengis.net/gmlsf/2.0">
  <import namespace="http://www.opengis.net/gml/3.2"
          schemaLocation="http://schemas.opengis.net/gml/3.2.1/gml.xsd"/>
  <import namespace="http://www.opengis.net/gmlsf/2.0"
          schemaLocation="http://schemas.opengis.net/gmlsfProfile/2.0/gmlsfLevels.xsd"/>
  <annotation>
    <appinfo source="http://schemas.opengis.net/gmlsfProfile/2.0/gmlsfLevels.xsd">
      <!--hier een 0, 1 of 2 invullen-->
      <gmlsf:ComplianceLevel>2</gmlsf:ComplianceLevel>
    </appinfo>
  </annotation>
  ...
</schema>

In plaats van een absolute URL naar de locatie van de schema’s in de schema repository van de OGC, is het ook toegestaan een absolute of relatieve URL naar een andere locatie te gebruiken, zolang het schema maar opgehaald kan worden.

Het is toegestaan om andere application schema’s te importeren, maar alleen als die voldoen aan hetzelfde Simple Features profile niveau of een lager niveau (en dus minder complex zijn) en dit op de voorgeschreven manier aangeven in de header.

Om te controleren of een GML bestand voldoet aan de regels van het Simple Features profile, kan de GML xsd niet worden gebruikt omdat er geen gestripte versie meer beschikbaar is. In plaats daarvan wordt aangeraden om een Schematron validatie te gebruiken. Voor SF2 is een document met Schematron regels beschikbaar in Annex E van het Simple Features profile for GML. Deze regels zijn beschreven in het volgende hoofdstuk, en zijn als validatie ook beschikbaar in de schema repository van de OGC en de online validator van Geonovum.

4.1 Introductie Schematron

Schematron gaat in tegenstelling tot XML Schema niet uit van een definitie van de complete XML structuur van een set documenten, maar stelt in staat om regels op te stellen voor specifieke onderdelen van XML documenten. Schematron kan daardoor gebruikt worden om heel gericht enkele regels te controleren. Voor het opstellen van de regels zijn er veel mogelijkheden, waaronder het toetsen van onderlinge afhankelijkheden tussen onderdelen van de XML structuur, wat met XML Schema niet mogelijk is. Terwijl XML Schema te vergelijken is met UML, is Schematron verwant aan de Object Constraint Language (OCL). Beide zijn de implementatie van hun meer conceptuele equivalent.

De in Schematron opgestelde regels kunnen voor validatie van XML (GML) documenten worden gebruikt. Een deel van de bekende XML editors kan validaties tegen Schematron regels uitvoeren of de Schematron controle kan worden uitgevoerd als XSLT transformatie. Validatie tegen de Schematron implementatie van SF2 kan ook via de Geonovum validator worden uitgevoerd.

De nu volgende paragraaf geeft de Schematron regels die voor het valideren tegen GML SF2 zijn opgesteld. Door de toelichting bij elke regel wordt duidelijk gemaakt hoe op dat bepaalde onderwerp SF2 verschilt van de complete GML standaard.

4.2 Schematron business rules voor Nederlands profiel

De hieronder weergegeven business rules omvatten alleen de SF2 regels. De controle beperkt zich tot met name de restricties met betrekking tot geometrietypen. De restricties op XML Schema, die voor SF0 en SF1 gelden, zijn niet opgenomen. Deze Schematron regels kunnen echter wel gebruikt worden om tenminste de geometrie restricties voor een SF0 of SF1 bestand te valideren. Deze zijn immers voor SF0, SF1 en SF2 gelijk.

Deze schematron regels zijn ontleend aan het OGC Simple Feature Profile for GML. De nieuwste versie is te vinden op http://schemas.opengis.net/gmlsfProfile/2.0/.

Geen gebruik van gml:metaDataProperty.

<sch:assert test="not(gml:metaDataProperty)">
    This profile prohibits use of gml:metaDataProperty elements for referencing metadata 
    in instance documents.
</sch:assert>

Geen topologie elementen

Geen voorkomens van Node, Edge, Face, TopoSolid, TopoPoint, TopoCurve, TopoSurface, TopoVolume, or TopoComplex.

<sch:assert test="not(
    self::gml:Node|self::gml:Edge|self::gml:Face|self::gml:TopoSolid |self::gml:TopoPoint|
    self::gml:TopoCurve|self::gml:TopoSurface |self::gml:TopoVolume|self::gml:TopoComplex)">
        Spatial properties are limited to the set of geometric types consisting of point,
        curve with linear and/or circular arc interpolation, planar surface, or aggregates
        thereof. Spatial topology is excluded.
</sch:assert>

Interpolatie van curve segmenten

Toegestaan binnen een gml:Curve zijn LineStringSegment, Arc, Circle, or CircleByCenterPoint

<sch:assert test="not(
    self::gml:Curve) or self::gml:Curve/gml:segments[gml:LineStringSegment|gml:Arc|gml:Circle|
    gml:CircleByCenterPoint]">
        Curves (standalone or within surfaces) must have linear and/or circular arc interpolation 
        (LineString, Curve with Arc, Circle or CircleByCenterpoint segments)
</sch:assert>

Surface is Polygon of Surface.

Geen voorkomens van OrientableSurface, CompositeSurface, PolyhedralSurface, Tin, of TriangulatedSurface.

<sch:assert test="not(
    self::gml:OrientableSurface|self::gml:CompositeSurface|self::gml:PolyhedralSurface|
    self::gml:Tin|self::gml:TriangulatedSurface)">
        Planar surface types are restricted to Polygon or Surface elements.
</sch:assert>

Beperkt aantal geometrytypen.

Geen Solid, MultiSolid, CompositeSolid, CompositeCurve of Grid.

<sch:assert test="not(
    self::gml:Solid|self::gml:MultiSolid|self::gml:CompositeSolid|self::gml:CompositeCurve|
    self::gml:Grid)">
        Supported geometry types are restricted to point, curve with linear and/or circular arc 
        interpolation, planar surface, or aggregates thereof.
</sch:assert>

Punt coordinaten met gml:pos element.

Binnen een gml:Point moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:pos element.

<sch:assert test="count(self::gml:Point/gml:pos) = count(self::gml:Point/*)">
    Geometry coordinates shall only be specified using the gml:pos element for gml:Point.
</sch:assert>

Gml:CircleByCenterPoint gebruikt gml:pos element.

Binnen een gml:CircleByCenterPoint moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:pos element.

<sch:assert test="count(
    self::gml:CircleByCenterPoint/gml:pos|self::gml:CircleByCenterPoint/gml:radius) =
    count(self::gml:CircleByCenterPoint/*)">
        Geometry coordinates shall only be specified using the gml:pos element
        for gml:CircleByCenterPoint.
</sch:assert>

Gml:posList element voor coordinaten in andere dan punt geometrien.

Gml:LineString:

Binnen een gml:LineString moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:posList element.

<sch:assert test="count(
    self::gml:LineStringSegment/gml:posList) = count(self::gml:LineStringSegment/*)">
        Geometry coordinates shall only be specified using the gml:posList element 
        for gml:LineStringSegment.
</sch:assert>

Gml:LinearRing

Binnen een gml:LinearRing moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:posList element.

<sch:assert test="count(
    self::gml:LinearRing/gml:posList) = count(self::gml:LinearRing/*)">
    Geometry coordinates shall only be specified using the gml:posList element for gml:LinearRing.
</sch:assert>

Gml:Arc

Binnen een gml:Arc moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:posList element.

<sch:assert test="count(
    self::gml:Arc/gml:posList) = count(self::gml:Arc/*)">
        Geometry coordinates shall only be specified using the gml:posList element for 
        gml:Arc.
</sch:assert>

gml:Circle

Binnen een gml:Circle moeten de coordinaten zijn opgenomen in een gml:posList element.

<sch:assert test="count(
    self::gml:Circle/gml:posList) = count(self::gml:Circle/*)">
        Geometry coordinates shall only be specified using the gml:posList element for 
        gml:Circle.
</sch:assert>

Toegestane container elementen:

gml:pointMember

<sch:assert test="not(self::gml:MultiPoint/gml:pointMembers)">
    This profile restricts instance documents to using the property container gml:pointMember
    for the MultiPoint geometry type.
</sch:assert>

gml:curveMember

<sch:assert test="not(self::gml:MultiCurve/gml:curveMembers)">
    This profile restricts instance documents to using the property container gml:curveMember 
    for the MultiCurve geometry type.
</sch:assert>

gml:surfaceMember

<sch:assert test="not(self::gml:MultiSurface/gml:surfaceMembers)">
    This profile restricts instance documents to using the property container gml:surfaceMember 
    for the MultiSurface geometry type.
</sch:assert>

gml:geometryMember

<sch:assert test="not(self::gml:MultiGeometry/gml:geometryMembers)">
    This profile restricts instance documents to using the property container gml:geometryMember 
    for the MultiGeometry geometry type.
</sch:assert>

Surface elementen zijn altijd gml:PolygonPatch

<sch:assert test="count(
    self::gml:Surface/gml:patches/gml:PolygonPatch) = count(self::gml:Surface/gml:patches/*)">
        The content of gml:Surface elements is restricted to gml:PolygonPatch patches.
</sch:assert>

De dimensie van het coordinaatreferentiesysteem is 1, 2 of 3

<sch:assert test="not(self::*/@srsDimension > 3)">
    coordinate reference systems may have 1, 2 or 3 dimensions
</sch:assert>

5.1 Inleiding

De beperkingen die SF0 oplegt aan de GML structuur op het gebied van datastructurering en datatypen maken dit niveau het meest verwant aan een gangbare databasestructuur. Dit kan bijvoorbeeld het importeren van een GML bestand of het serveren van GML data in een web service sterk vereenvoudigen.

Als het voor een implementatie nodig is dat de GML bestanden aan SF0 voldoen in plaats van het in Nederland algemeen geldende SF2, kan er naast het conceptuele informatiemodel, dat voldoet aan SF2, een afgeleide versie worden gemaakt die voldoet aan SF0. Dit brengt een aantal wijzigingen in het informatiemodel met zich mee, die in dit hoofdstuk besproken worden.

De in dit hoofdstuk opgenomen voorbeelden zijn fictief en hebben geen relatie met een actueel model.

5.2 Verschil SF0 en SF2

Wie een informatiemodel moet omzetten dat voldoet aan SF2 naar een variant die voldoet aan het strengere SF0, moet met de volgende aspecten rekening houden:

• Van de XML Schema typen mogen alleen string, integer, date, real, binary, boolean, en URI gebruikt worden, plus het GML type measurement.
• Eigen, eenvoudige of samengestelde datatypen zijn niet toegestaan.
• Eigenschappen mogen geen meervoudige kardinaliteit hebben.
• Verwijzingen moeten met gml:ReferenceType worden vastgelegd.
• XML Schema nillable functionaliteit mag niet gebruikt worden.

5.3 Normalisatieregels

Om een informatiemodel volgens SF0 te implementeren op basis van een SF2 informatiemodel kunnen de volgende normalisatieregels gevolgd worden.

5.3.2 Zelfgemaakte datatypen

Complexe datatypen, oftewel samengestelde attributen, met eigen geneste structuur, zijn in SF2 wel toegestaan, maar in SF0 niet.

Samengestelde attributen worden in een aan SF0 voldoend informatiemodel opgenomen als losse attributen. Met een gelijknamig stereotype dat bij elk van de attributen die bij het samengestelde attribuut horen wordt opgenomen, wordt in het UML informatiemodel aangegeven dat de attributen bij elkaar horen. Het stereotype wordt in de UML klasse weergegeven boven de attributen die het gemeenschappelijk hebben tussen << >>.

Daarnaast krijgen deze attributen een gemeenschappelijke prefix, die aangeeft dat ze een groep vormen. Zo zijn ze in een GML bestand ook te herkennen als bij elkaar horende groep.

5.3.3 Associaties

Ook associaties zijn in een SF2 informatiemodel wel toegestaan, maar in een SF0 model niet. Associaties worden in een GML bestand gecodeerd als ofwel een geneste structuur, ofwel een link. In SF0 zijn geneste structuren niet toegestaan (zie de vorige paragraaf) en mogelijk links/verwijzingen alleen worden uitgedrukt met behulp van het gml:ReferenceType.

Om het zo eenvoudig mogelijk te houden geldt voor de vertaling van associaties uit een SF2 model naar een SF0 model dat deze in plaats van als associaties tussen klassen in het model worden opgenomen als attributen:

• met het stereotype <<objectverwijzing>>,
• en met een suffix Ref.

Als de associatie meerdere keren mag voorkomen, wordt dit op de zelfde manier opgelost als bij meervoudige attributen.

In het attribuut wordt de identificatie opgenomen van het object waarnaar verwezen wordt.