El lenguaje de marcado geográfico ( GML ) es la gramática XML definida por el Open Geospatial Consortium (OGC) para expresar características geográficas. GML sirve como lenguaje de modelado para sistemas geográficos, así como también como formato de intercambio abierto para transacciones geográficas en Internet. La clave de la utilidad de GML es su capacidad para integrar todas las formas de información geográfica, incluidos no sólo "vectores" convencionales u objetos discretos, sino también coberturas (ver también GMLJP2 ) y datos de sensores.
GML contiene un rico conjunto de primitivas que se utilizan para crear esquemas o lenguajes de aplicación específicos de la aplicación. Estas primitivas incluyen:
El modelo GML original se basó en el Marco de descripción de recursos (RDF) del World Wide Web Consortium . Posteriormente, la OGC introdujo esquemas XML en la estructura de GML para ayudar a conectar las distintas bases de datos geográficas existentes, cuya estructura relacional se definía con esquemas XML más fácilmente. El GML resultante basado en esquemas XML conserva muchas características de RDF, incluida la idea de elementos secundarios como propiedades del objeto principal (RDFS) y el uso de referencias de propiedades remotas.
Los perfiles GML son restricciones lógicas de GML y pueden expresarse mediante un documento, un esquema XML o ambos. Estos perfiles están destinados a simplificar la adopción de GML, para facilitar la rápida adopción del estándar. Los siguientes perfiles , tal como se definen en la especificación GML, han sido publicados o propuestos para uso público:
Los perfiles son distintos de los esquemas de aplicación. Los perfiles son parte de los espacios de nombres GML (Open GIS GML) y definen subconjuntos restringidos de GML. Los esquemas de aplicación son vocabularios XML definidos mediante GML y que residen en un espacio de nombres de destino definido por la aplicación. Los esquemas de aplicación se pueden crear en perfiles GML específicos o utilizar el conjunto de esquemas GML completo.
Los perfiles a menudo se crean para soportar lenguajes derivados de GML (consulte los esquemas de aplicación) creados para soportar dominios de aplicaciones particulares, como la aviación comercial, la cartografía náutica o la explotación de recursos.
La especificación GML (desde GML v3.) contiene un par de scripts XSLT (generalmente denominados "herramienta de subconjunto") que se pueden utilizar para construir perfiles GML.
El perfil de características simples de GML es un perfil de GML más completo que el perfil de puntos anterior y admite una amplia gama de objetos de características vectoriales, incluidos los siguientes:
Dado que el perfil tiene como objetivo proporcionar un punto de entrada simple, no brinda soporte para lo siguiente:
No obstante, admite una buena variedad de problemas del mundo real.
Además, la especificación GML proporciona un subconjunto de herramientas para generar perfiles GML que contienen una lista de componentes especificada por el usuario. La herramienta consta de tres scripts XSLT. Los scripts generan un perfil que un desarrollador puede ampliar manualmente o mejorar mediante restricción de esquema. Como restricciones de la especificación GML completa, los esquemas de aplicación que un perfil puede generar deben ser esquemas de aplicación GML válidos.
La herramienta de subconjunto también puede generar perfiles por muchas otras razones. Enumerar los elementos y atributos que se incluirán en el esquema de perfil resultante y ejecutar la herramienta da como resultado un único archivo de esquema de perfil que contiene solo los elementos especificados por el usuario y todas las declaraciones de elementos, atributos y tipos de las que dependen los elementos especificados. Algunos esquemas de perfil creados de esta manera admiten otras especificaciones, incluidas IHO S-57 y GML en JPEG 2000.
Para exponer los datos geográficos de una aplicación con GML, una comunidad u organización crea un esquema XML específico para el dominio de la aplicación de interés (el esquema de la aplicación ). Este esquema describe los tipos de objetos cuyos datos interesan a la comunidad y qué aplicaciones comunitarias deben exponer. Por ejemplo, una aplicación para turismo puede definir tipos de objetos que incluyen monumentos, lugares de interés, museos, salidas de carreteras y puntos de vista en su esquema de aplicación . Esos tipos de objetos, a su vez, hacen referencia a los tipos de objetos primitivos definidos en el estándar GML.
Algunos otros lenguajes de marcado para geografía utilizan construcciones de esquema, pero GML se basa en el modelo de esquema XML existente en lugar de crear un nuevo lenguaje de esquema. Los esquemas de aplicación normalmente se diseñan utilizando UML conforme a ISO 19103 (Información geográfica - Lenguaje de esquema conceptual) [3] , y luego la aplicación GML creada siguiendo las reglas dadas en el Anexo E de ISO 19136 .
A continuación se muestra una lista de esquemas de aplicaciones GML conocidos y de acceso público:
KML , popularizado por Google, complementa GML. Mientras que GML es un lenguaje para codificar contenido geográfico para cualquier aplicación, describiendo un espectro de objetos de aplicación y sus propiedades (por ejemplo, puentes, carreteras, boyas, vehículos, etc.), KML es un lenguaje para la visualización de información geográfica diseñado para Google Earth. . KML se puede utilizar para representar contenido GML, y al contenido GML se le puede aplicar “estilo” utilizando KML con fines de presentación. KML es ante todo un transporte de representación 3D, no un transporte de intercambio de datos. Como resultado de esta diferencia significativa en el propósito, codificar contenido GML para representarlo utilizando KML da como resultado una pérdida significativa e irrecuperable de estructura e identidad en el KML resultante. Más del 90% de las estructuras de GML (como, por nombrar algunas, metadatos, sistemas de referencia de coordenadas , referencias horizontales y verticales, integridad geométrica de círculos, elipses, arcos, etc.) no se pueden transformar a KML sin pérdida o codificación no estándar. . De manera similar, debido al diseño de KML como transporte de representación, codificar contenido KML en GML dará como resultado una pérdida significativa de estructuras de representación KML, como regiones, reglas de nivel de detalle, información de visualización y animación, así como información de estilo y representación multiescala. La capacidad de representar marcas de posición en múltiples niveles de detalle distingue a KML de GML, ya que la representación está fuera del alcance de GML. [12]
GML codifica las geometrías GML , o características geométricas , de objetos geográficos como elementos dentro de documentos GML según el modelo "vectorial". Las geometrías de esos objetos pueden describir, por ejemplo, carreteras, ríos y puentes.
Los tipos de objetos de geometría GML clave en GML 1.0 y GML 2.0 son los siguientes:
GML 3.0 y superiores también incluyen estructuras para describir información de "cobertura", el modelo "ráster", como la recopilada mediante sensores remotos e imágenes, incluida la mayoría de los datos satelitales.
GML define características distintas de los objetos geométricos . Una característica es un objeto de aplicación que representa una entidad física, por ejemplo, un edificio, un río o una persona. Una característica puede tener o no aspectos geométricos. Un objeto geométrico define una ubicación o región en lugar de una entidad física y, por lo tanto, es diferente de una característica .
En GML, una característica puede tener varias propiedades geométricas que describen aspectos geométricos o características de la característica (por ejemplo, las propiedades Punto o Extensión de la característica ). GML también brinda la capacidad de que las entidades compartan una propiedad de geometría entre sí mediante el uso de una referencia de propiedad remota en la propiedad de geometría compartida. Las propiedades remotas son una característica general de GML tomada de RDF. Un atributo xlink:href en una propiedad de geometría GML significa que el valor de la propiedad es el recurso al que se hace referencia en el enlace.
Por ejemplo, una característica de construcción en un esquema de aplicación GML particular podría tener una posición dada por el tipo de objeto de geometría GML primitivo Punto . Sin embargo, el Edificio es una entidad separada del Punto que define su posición. Además, una entidad puede tener varias propiedades geométricas (o ninguna), por ejemplo, una extensión y una posición .
Las coordenadas en GML representan las coordenadas de los objetos geométricos . Las coordenadas pueden especificarse mediante cualquiera de los siguientes elementos GML:
<gml:coordenadas> <gml:pos> <gml:posList> GML tiene múltiples formas de representar coordenadas. Por ejemplo, el <gml:coordinates>elemento se puede utilizar de la siguiente manera:
<gml:Punto gml:id= "p21" srsName= "http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4326" > <gml:coordenadas> 45,67, 88,56 </gml:coordenadas> < /gml:Punto> Cuando se expresa como arriba, las coordenadas individuales (por ejemplo, 88.56 ) no son accesibles por separado a través del modelo de objetos de documento XML ya que el contenido del elemento es solo una cadena.<gml:coordinates>
Para que las coordenadas GML sean accesibles a través del DOM XML, GML 3.0 introdujo los elementos <gml:pos>y <gml:posList>. (Aunque las versiones 1 y 2 de GML tenían el <gml:coord>elemento, se trata como un defecto y no se usa). Usando el <gml:pos>elemento en lugar del <gml:coordinates>elemento, el mismo punto se puede representar de la siguiente manera:
<gml:Punto gml:id= "p21" srsName= "http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4326" > <gml:pos srsDimension= "2" > 45,67 88,56 </gml :pos> </gml:Punto> Las coordenadas de un <gml:LineString>objeto geométrico se pueden representar con el <gml:coordinates>elemento:
<gml:LineString gml:id= "p21" srsName= "http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4326" > <gml:coordenadas> 45,67, 88,56 55,56,89,44 </gml: coordenadas> </gml:LineString > El <gml:posList>elemento se utiliza para representar una lista de tuplas de coordenadas, como se requiere para las geometrías lineales:
<gml:LineString gml:id= "p21" srsName= "http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4326" > <gml:posList srsDimension= "2" > 45,67 88,56 55,56 89,44 < /gml:posList> </gml:LineString > Para los servidores de datos GML ( WFS ) y las herramientas de conversión que solo admiten GML 1 o GML 2 (es decir, solo el <gml:coordinates>elemento), no existe ninguna alternativa a <gml:coordinates>. Sin embargo, para documentos GML 3 y posteriores, <gml:pos>son <gml:posList>preferibles los archivos <gml:coordinates>.
Un sistema de referencia de coordenadas (CRS) determina la geometría de cada elemento geométrico en un documento GML.
A diferencia de KML o GeoRSS , GML no utiliza de forma predeterminada un sistema de coordenadas cuando no se proporciona ninguno. En su lugar, el sistema de coordenadas deseado debe especificarse explícitamente con un CRS. Los elementos cuyas coordenadas se interpretan con respecto a dicho CRS incluyen los siguientes:
<gml:coordinates><gml:pos><gml:posList>Un atributo srsName adjunto a un objeto de geometría especifica el CRS del objeto, como se muestra en el siguiente ejemplo:
<gml:Punto gml:id= "p1" srsName= "#srs36" > <gml:coordenadas> 100,200 </gml:coordenadas> </gml:Punto> El valor del atributo srsName es un identificador uniforme de recursos (URI). Se refiere a una definición del CRS que se utiliza para interpretar las coordenadas en la geometría. La definición de CRS puede estar en un documento (es decir, un archivo plano ) o en un servicio web en línea. Los valores de los códigos EPSG se pueden resolver utilizando el registro del conjunto de datos de parámetros geodésicos EPSG operado por la Asociación de Productores de Petróleo y Gas en [1] Archivado el 9 de agosto de 2020 en Wayback Machine .
El URI srsName también puede ser un nombre uniforme de recurso (URN) para hacer referencia a una definición CRS común. La OGC ha desarrollado una estructura URN y un conjunto de URN específicos para codificar algunos CRS comunes. Un solucionador de URN resuelve esas URN en definiciones GML CRS.
Los objetos Polygons , Points y LineString están codificados en GML 1.0 y 2.0 de la siguiente manera:
<gml:Polygon> <gml:outerBoundaryIs> <gml:LinearRing> <gml:coordinates> 0,0 100,0 100,100 0,100 0,0 </gml:coordinates> </gml:LinearRing> </gml:outerBoundaryIs> < /gml:Polígono> <gml:Punto> <gml:coordenadas> 100.200 </gml :coordenadas> </gml:Punto> <gml:LineString> <gml:coordenadas> 100.200 150.300 </gml:coordenadas> </gml: Cadena de línea> Los objetos LineString , junto con los objetos LinearRing , asumen una interpolación lineal entre los puntos especificados. Además, las coordenadas de un polígono deben estar cerradas.
El siguiente ejemplo de GML ilustra la distinción entre entidades y objetos geométricos . La función Edificio tiene varios objetos geométricos , compartiendo uno de ellos (el Punto con identificador p21 ) con la función SurveyMonument :
<abc:Edificio gml:id= "SearsTower" > <abc:height> 52 </abc:height> <abc:position xlink:type= "Simple" xlink:href= "#p21" /> </abc:Edificio > <abc:SurveyMonument gml:id= "g234" > <abc:position> <gml:Point gml:id= "p21" > <gml:posList> 100,200 </gml:posList> </gml:Point> </ abc:posición> </abc:SurveyMonument> La referencia es al Punto compartido y no al SurveyMonument , ya que cualquier objeto de entidad puede tener más de una propiedad de objeto de geometría .
El perfil de punto GML contiene una única geometría GML, es decir, un <gml:Point>tipo de objeto. Cualquier esquema XML puede utilizar el perfil de punto importándolo y haciendo referencia a la <gml:Point>instancia del sujeto:
<PhotoCollection xmlns= "http://www.myphotos.org" xmlns:gml= "http://www.opengis.net/gml" xmlns:xsi= "http://www.w3.org/2001/XMLSchema -instance" xsi:schemaLocation= "http://www.myphotos.org MyGoodPhotos.xsd" > <items> <Item> <name> Lynn Valley </name> <description> Una toma de las cataratas desde el puente colgante < /descripción> <dónde> Norte de Vancouver </dónde > <posición> <gml:Punto srsDimension= "2" srsName= "http://www.opengis.net/def/crs/EPSG/0/4326" > <gml :pos> 49,40 -123,26 </gml:pos> </gml:Point> </position> </Item> </items> </PhotoCollection> Cuando se utiliza el Perfil de punto , el único objeto de geometría es el objeto '<gml:Point>'. El resto de la geografía está definida por el esquema de colección de fotografías.
Ron Lake comenzó a trabajar en GML en el otoño de 1998, después de trabajos anteriores sobre codificaciones XML para transmisiones de radio. Lake presentó sus primeras ideas en una reunión de la OGC en Atlanta, Georgia, en febrero de 1999, bajo el título xGML. Esto introdujo la idea de GeoDOM y la noción de Lenguaje de estilo geográfico (GSL) basado en XSL . Akifumi Nakai de NTT Data también presentó en la misma reunión el trabajo en curso en NTT Data sobre una codificación XML llamada G-XML, que estaba dirigida a servicios basados en la ubicación. [13] En abril de 1999, Galdós creó el equipo XBed (con CubeWerx, Oracle Corporation , MapInfo Corporation , NTT Data, Mitsubishi y Compusult como subcontratistas). Xbed se centró en el uso de XML para geoespacial. Esto llevó a la creación de SFXML (XML de características simples) con aportes de Galdos, US Census y NTT Data. Galdos demostró uno de los primeros motores de estilo de mapas que extraían datos de un servidor de datos "GML" basado en Oracle (precursor de WFS) en el primer banco de pruebas de mapas web de OGC en septiembre de 1999. En octubre de 1999, Galdos Systems reescribió el borrador del documento SFXML en un Solicitud de comentarios y cambió el nombre del idioma a GML (Lenguaje de marcado geográfico). Este documento presentó varias ideas clave que se convirtieron en la base de GML, incluida la 1) regla Objeto-Propiedad-Valor, 2) Propiedades remotas (a través de rdf:resource) y 3) la decisión de utilizar esquemas de aplicación en lugar de un conjunto de esquemas estáticos. esquemas. El documento también propuso que el lenguaje se base en el Marco de descripción de recursos (RDF) en lugar de en las DTD utilizadas hasta ese momento. Estas cuestiones, incluido el uso de RDF, fueron debatidas acaloradamente dentro de la comunidad OGC durante 1999 y 2000, con el resultado de que el Documento de Recomendación GML final contenía tres perfiles GML – dos basados en DTD y uno en RDF – con uno de los DTD utilizando un enfoque de esquema estático. Esto fue aprobado como documento de recomendación en la OGC en mayo de 2000. [14]
Incluso antes de la aprobación del documento de recomendación en el OGC, Galdos había comenzado a trabajar en una versión de esquema XML de GML, reemplazando el esquema rdf:resource para referencias remotas con el uso de xlink:href, y desarrollando patrones específicos (por ejemplo, Bárbaros en el Gate) para manejar extensiones para estructuras complejas como colecciones de características. Gran parte del trabajo de diseño del esquema XML fue realizado por el Sr. Richard Martell de Galdos, quien actuó como editor del documento y fue el principal responsable de la traducción del modelo GML básico a un esquema XML. Otros aportes importantes en este período provinieron de Simon Cox (CSIRO Australia), Paul Daisey (Censo de EE. UU.), David Burggraf (Galdos) y Adrian Cuthbert (Laser-Scan). El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. (particularmente Jeff Harrison) apoyó bastante el desarrollo de GML. El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. patrocinó el proyecto "USL Pilot", que fue muy útil para explorar la utilidad de vincular y diseñar conceptos en la especificación GML, con un trabajo importante realizado por Monie (Ionic) y Xia Li (Galdos). Galdos presentó el borrador de la especificación del esquema XML y se aprobó para su distribución pública en diciembre de 2000. Se convirtió en un documento de recomendación en febrero de 2001 y en una especificación adoptada en mayo del mismo año. Esta versión (V2.0) eliminó los “perfiles” de la versión 1 y estableció los principios clave, como se describe en la presentación original de Galdos, como base de GML.
Mientras se desarrollaban estos acontecimientos, en Japón proseguía el trabajo paralelo sobre G-XML bajo los auspicios del Centro Japonés de Promoción de Bases de Datos y bajo la dirección del Sr. Shige Kawano. G-XML y GML diferían en varios aspectos importantes. Dirigido a aplicaciones LBS, G-XML empleó muchos objetos geográficos concretos (por ejemplo, Mover, POI), mientras que GML proporcionó un conjunto concreto muy limitado y construyó objetos más complejos mediante el uso de esquemas de aplicación. En ese momento, G-XML todavía se escribía usando una DTD, mientras que GML ya había hecho la transición a un esquema XML. Por un lado, G-XML requería el uso de muchas construcciones fundamentales que no estaban en ese momento en el léxico GML, incluida la temporalidad, las referencias espaciales mediante identificadores, los objetos con historias y el concepto de estilo basado en topología. GML, por otro lado, ofrecía un conjunto limitado de primitivas (geometría, características) y una receta para construir tipos de objetos (características) definidos por el usuario.
Una serie de reuniones celebradas en Tokio en enero de 2001, en las que participaron Ron Lake (Galdos), Richard Martell (Galdos), el personal de OGC (Kurt Buehler, David Schell), el Sr. Shige Kawano (DPC), el Sr. Akifumi Nakai (NTT Data ) y el Dr. Shimada (Hitachi CRL) condujeron a la firma de un MOU entre DPC y OGC mediante el cual OGC se esforzaría por inyectar los elementos fundamentales necesarios para soportar G-XML en GML, permitiendo así que G-XML se escriba como un GML. esquema de aplicación. Esto dio como resultado que muchos tipos nuevos ingresaran a la lista de objetos principales de GML, incluidas observaciones, características dinámicas, objetos temporales, estilos predeterminados, topología y puntos de vista. Gran parte del trabajo fue realizado por Galdós bajo contrato con NTT Data. Esto sentó las bases para GML 3, aunque se produjo un nuevo desarrollo significativo en este período de tiempo, a saber, la intersección de OGC e ISO/TC 211 .
Si bien existía una codificación básica para la mayoría de los nuevos objetos introducidos por el acuerdo GML/G-XML, y para algunos introducidos por Galdos dentro del proceso OGC (en particular, las coberturas), pronto se hizo evidente que pocas de estas codificaciones cumplían con el código abstracto. especificaciones desarrolladas por ISO TC/211, especificaciones que se estaban convirtiendo cada vez más en la base de todas las especificaciones OGC. La geometría GML, por ejemplo, se había basado en un modelo de geometría anterior y sólo parcialmente documentado (Geometría de características simples) y esto era insuficiente para soportar las geometrías más extensas y complejas descritas en el documento TC/211. La gestión del desarrollo de GML también se modificó en este período de tiempo con la participación de muchas más personas. Milan Trninic (Galdos) (estilos predeterminados, CRS), Ron Lake (Galdos) (Observaciones) y Richard Martell (Galdos) (características dinámicas) hicieron contribuciones importantes en este período de tiempo.
El 12 de junio de 2002, el Sr. Ron Lake fue reconocido por la OGC por su trabajo en la creación de GML al recibir el premio Gardels. [15] La cita del premio dice: “En particular, este premio reconoce su gran logro en la creación del Lenguaje de marcado geográfico (GML) y su trabajo excepcionalmente sensible y eficaz para promover la reconciliación de las diferencias nacionales para promover una estandarización significativa de GML. a nivel global”. Simon Cox (CSIRO) [16] y Clemens Portele (Interactive Instruments) [17] también recibieron posteriormente el premio Gardels, en parte por sus contribuciones a GML.
El Open Geospatial Consortium (OGC) es una organización internacional de estándares de consenso voluntario cuyos miembros mantienen el estándar Geography Markup Language . La OGC coordina con la organización de estándares ISO TC 211 para mantener la coherencia entre el trabajo de las normas OGC e ISO. GML fue adoptado como estándar internacional (ISO 19136:2007) en 2007.
GML también puede [ se necesita aclaración ] incluirse en la versión 2.1 del Modelo Nacional de Intercambio de Información de Estados Unidos (NIEM).
ISO 19136 Información geográfica – Geography Markup Language, es un estándar de la familia ISO – de estándares para información geográfica (ISO 191xx). Surgió de la unificación de las definiciones del Open Geospatial Consortium y del Geography Markup Language (GML) con los estándares ISO-191xx.
Las versiones anteriores de GML no eran conformes con ISO (GML 1, GML 2) con la versión 3.1.1 de GML. La conformidad ISO significa en particular que GML ahora también es una implementación de ISO 19107 .
El lenguaje de marcado geográfico (GML) es una codificación XML que cumple con la norma ISO 19118 para el transporte y almacenamiento de información geográfica modelada de acuerdo con el marco de modelado conceptual utilizado en la serie ISO 19100 e incluye las propiedades espaciales y no espaciales de las características geográficas. Esta especificación define la sintaxis, los mecanismos y las convenciones del esquema XML que: