ข้อมูล (Data) : มาตรฐานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์คืออะไร? (What is GIS standard?)

มาตรฐานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ หมายถึง มาตรฐานที่ใช้ได้กับข้อมูลภูมิศาสตร์หรือข้อมูลเชิงพื้นที่(Geographic data or Spatial data) คำนิยามที่ง่ายและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางของข้อมูลภูมิศาสตร์ คือ ข้อมูลที่สามารถอ้างอิงเชิงพื้นที่ได้ (Spatially referenced data) ด้วยคำจำกัดความเช่นนี้ ข้อมูลภูมิศาสตร์จะต้องสามารถแสดงให้เห็นได้บนพื้นผิว (Surface) ของโลกโดยมีจุดพิกัดอ้างอิงได้ (เช่น เส้นรุ้ง เส้นแวง เป็นต้น)

โดยปกติแล้ว ข้อมูลภูมิศาสตร์ประกอบด้วยองค์ประกอบ 4 อย่าง คือ

– ตำแหน่งของสิ่งของ

– ความสัมพันธ์ของสิ่งของกับสิ่งที่อยู่ใกล้เคียง

– คำอรรถาธิบาย และ

– เวลาที่เกิดเหตุการณ์ต่างๆ ขึ้น

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์เป็นระบบที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถจัดการกับข้อมูลที่มีความซับซ้อนได้ เพราะฉะนั้นย่อมเป็นที่เข้าใจได้ว่าเกือบทุกระบบของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ใช้ข้อมูลเฉพาะอย่างรวมทั้งรูปแบบ (Format) เพื่อให้สามารถใช้ได้กับข้อมูลภูมิศาสตร์ที่มีความยุ่งยากและสลับซับซ้อนเป็นคุณสมบัติประจำตัวเสมอ ด้วยเหตุผลเช่นนี้เองการถ่ายทอดข้อมูลจากเครื่องมือชนิดหนึ่งไปสู่อีกชนิดหนึ่งจะทำได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นมาเป็นพิเศษ วิธีการเช่นนี้ทำให้ประสบปัญหามากมาย เช่น การสูญเสียค่าใช้จ่ายที่เป็นทั้งเงินและเวลาในการพัฒนาสิ่งเหล่านี้

ความพยายามในระยะแรกของการที่จะพัฒนามาตรฐานสารสนเทศภูมิศาสตร์เป็นทั้งสิ่งที่ท้าทายและได้รับการต่อต้านด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้

– การมีความเข้าใจที่ไม่เหมือนกันในการยอมรับเอาแบบจำลองข้อมูลชนิดที่เป็นของร่วมกัน และคำนิยามของแบบจำลองข้อมูลเชิงพื้นที่ที่ใช้โดยกลุ่มผู้ขายต่างๆ ก็แตกต่างกันออกไป ดังนั้น ข้อตกลงร่วมกันเรื่องโครงสร้างของข้อมูลเชิงพื้นที่ก็ไม่เกิด

– ไม่มีระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ที่มีอยู่ในท้องตลาดใดๆ ที่จะสามารถประยุกต์ใช้ได้ในทุกกรณีในความเป็นจริงแล้วความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์เชิงสหสาขา (Multidisciplinary) นั้นมีมากมาย ทำให้มีข้อมูลและรูปแบบของการปฏิบัติการของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์มากมาย ให้มีความยุ่งยากในการที่จะสร้างมาตรฐานอย่างหนึ่งขึ้นมาให้ใช้ได้กับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ทุกรูปแบบ

– ส่วนใหญ่พบว่าเมื่อพูดถึงมาตรฐานสารสนเทศภูมิศาสตร์นั้น หมายถึง มาตรฐานของการประยุกต์ใช้งาน ตัวอย่างเช่น ปัญหาในการจัดทำฐานข้อมูลระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ระดับภูมิภาคเป็นเรื่องของการจำแนก(Classification) ข้อมูล และเป็นการให้คำจำกัดความ (Definition fields) เป็นจำนวนไม่น้อยเลย เป็นต้นว่าการจำแนกดิน หรือการจำแนกการใช้ที่ดินก็มีรูปแบบที่ต่างกันออกไปในประเทศต่างๆ กัน เมื่อผนวกสิ่งเหล่านี้เข้ากับเรื่องของภาษาพูดและภาษาเขียนที่แตกต่างกันออกไปแล้ว มาตรฐานสารสนเทศภูมิศาสตร์จึงไม่มีปัญหา แต่ก่อนที่จะมีการริเริ่มก็ตามเพื่อให้เกิดความเข้าใจยิ่งขึ้น การพิจารณาลักษณะและธรรมชาติของสารสนเทศภูมิศาสตร์อาจให้ความกระจ่างขึ้นได้

1. สารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic information)

ความหมายโดยกว้างๆ ของสารสนเทศภูมิศาสตร์ หมายถึง สารสนเทศใดๆ ที่สามารถจัดทำดัชนีโดยการแสดงเชิงภูมิศาสตร์ได้ (Indexed by geographic descriptor) ตัวแสดงเชิงภูมิศาสตร์ (Geographic descriptor)ที่ว่านี้ คือ ระบบจุดพิกัดซึ่งกำหนดค่าตำแหน่งของวัตถุต่างๆ บนโลกได้ ทั้งแบบสัมบูรณ์ (Absolute) และแบบสัมพันธ์ (Relative)

สารสนเทศภูมิศาสตร์ประกอบไปด้วยองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกัน 4 ประการ คือ

– ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ (Geographic position)

– ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ (Spatial relationship)

– ข้อมูลอรรถาธิบาย (Attributes)

– เวลาที่เหตุการณ์เหล่านั้นเกิดขึ้น (Temporal representation)

ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ หมายถึง ระบบจุดพิกัด (Coordinate system) เช่น ละติจูด หรือลองจิจูดตามที่ใช้กันอยู่ในภูมิภาคต่างๆ

ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่นั้น หมายถึง ความสัมพันธ์ของข้อมูลเชิงพื้นที่ที่มีซึ่งกันและกันตามระบบทอพอโลยีที่ใช้กัน ตัวอย่างเช่น ความสัมพันธ์ระหว่างจุด เส้น และพื้นที่ หรือพื้นที่ต่างๆ ซึ่งเป็นรูปแบบของข้อมูลแผนที่ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

ข้อมูลเชิงอรรถาธิบายจะสามารถบอกเกี่ยวกับข้อมูลภูมิศาสตร์หรือข้อมูลเชิงพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง ข้อมูล เชิงอรรถาธิบายและข้อมูลเชิงพื้นที่จะต้องมีการเชื่อมโยง (Link) กันอย่างเป็นระเบียบภายในฐานข้อมูลระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

มาตรฐานสารสนเทศภูมิศาสตร์ จะต้องสามารถรองรับองค์ประกอบทั้ง 4 ที่กล่าวข้างต้นของข้อมูลภูมิศาสตร์ เพื่อความคงเส้นคงวาและคุณภาพของการแลกเปลี่ยนข้อมูล พร้อมด้วยการใช้งานร่วมกันได้ของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

2. องค์ประกอบของมาตรฐานสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Components of a GIS standard)

แม้ว่าองค์ประกอบของมาตรฐานภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันก็ตาม แต่ก็ยังมีส่วนที่น่าจะพิจารณาร่วมกันซึ่งพบอยู่ในมาตรฐานที่มีอยู่แล้วและที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคต เราจะใช้ตัวอย่างของกรณีของสหรัฐอเมริกาเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นความเป็นมา นั่นคือในกรณีของ SDTS

SDTS ประกอบไปด้วย 3 ส่วนที่เห็นได้ชัด

– ข้อกำหนดตามแบบตรรกะ (Logical specifications)

– ลักษณะเด่นเชิงพื้นที่ (Spatial features)

– การนำไปปฏิบัติให้ได้ผล (Implementation)

แต่ละส่วนมีความเกี่ยวข้องกัน แต่ค่อนข้างจะเป็นอิสระซึ่งแต่ละส่วนจะดำเนินการไปเพื่อการถ่ายทอดข้อมูลที่ต้องการ

1) ข้อกำหนดตามแบบตรรกะ

ในส่วนที่หนึ่งของ SDTS ซึ่งเกี่ยวกับข้อกำหนดตามแบบตรรกะ ใช้ในการถ่ายทอดข้อมูลโดยตรง และข้อกำหนดตามแบบตรรกะนี้ จะประกอบไปด้วย 5 ส่วน คือ

– ส่วนที่ 1 : บทนำ ประกอบไปด้วยรายละเอียดและขอบเขตของมาตรฐานความสอดคล้อง(Conformance) ข้ออ้างอิง และคำนิยาม (Reference and Definitions)

– ส่วนที่ 2 : หลักการของข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial data records) บ่งบอกถึงแบบจำลองแนวความคิดของข้อมูลเชิงพื้นที่ ซึ่งจะเป็นพื้นฐานของมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ แบบจำลองแนวความคิดนี้ จะกำหนดรูปแบบไว้แบบทั่วไปกว้างๆ เพื่อรองรับได้กับแบบจำลองต่างๆ ของผู้ใช้แบบจำลองแนวความคิดของมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ยังประกอบไปด้วยอีก 3 ส่วน คือ

  • แบบจำลองที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในโลกของความเป็นจริง ซึ่งประกอบไปด้วยส่วนที่เกี่ยวข้องเชิงพื้นที่ พร้อมด้วยส่วนอรรถาธิบาย
  • แบบจำลองของวัตถุเชิงพื้นที่ (Spatial objects) ที่มีมิติในลักษณะต่างๆ เช่น เป็น 0 1 และ2 มิติ (Two-dimensional) ซึ่งแสดงรูปร่างของวัตถุในโลกของความเป็นจริง
  • แบบจำลองของการอรรถาธิบายความสัมพันธ์ของวัตถุเชิงพื้นที่กับเหตุการณ์เชิงพื้นที่ (Spatial objects and Spatial phenomena)

– ส่วนที่ 3 : คุณภาพของข้อมูล บ่งชี้ให้เห็นลักษณะเป็นรายงานเกี่ยวกับคุณภาพของข้อมูล เพื่อให้ผู้ใช้ได้ประเมินความเหมาะสมในการนำมาใช้ในเรื่องของคุณภาพข้อมูลนั้น จะแบ่งย่อยออกไปได้อีกถึง 5 ส่วน คือ

  • แหล่งกำเนิด หรือแหล่งที่มา (Lineage)
  • ความถูกต้องเชิงตำแหน่ง (Positional accuracy)
  • ความถูกต้องเชิงอรรถาธิบาย (Attribute accuracy)
  • ความคงเส้นคงวาเชิงตรรกะ (Logical consistency)
  • ความครบถ้วนสมบูรณ์ (Completeness)

– ส่วนที่ 4 และส่วนที่ 5 : เป็นส่วนที่บ่งชี้ถึงการถ่ายทอดข้อมูลที่เป็นมาตรฐาน ของมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ ส่วนที่ 4 ประกอบด้วยหลักการทั่วไป และข้อกำหนดที่เกี่ยวกับมอดูล (Module) ต่างๆ ในส่วนที่ 5 มีการสร้างรูปแบบของการถ่ายทอดข้อมูล และมีการแสดงข้อกำหนดของชุดการถ่ายทอดข้อมูลด้วย การถ่ายทอดข้อมูลตามมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ ทำเป็นมอดูล ซึ่งประกอบด้วย ระเบียน เขตข้อมูลและเขตข้อมูลย่อยต่างๆ ในมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ มีทั้งหมด 34 มอดูล ซึ่งมีรายละเอียดของเขตข้อมูลและเขตข้อมูลย่อยซึ่งแสดงสารสนเทศหลากชนิด เป็นต้นว่า คุณภาพข้อมูลระดับโลก รูปลักษณ์ที่เด่น และพจนานุกรมข้อมูลเชิงพื้นที่ พิกัดอ้างอิง วัตถุเชิงพื้นที่ ข้อมูลเกี่ยวกับคำอรรถาธิบาย และสัญลักษณ์ต่างๆ

2) คำนิยามของลักษณะเด่นเชิงพื้นที่ (Definition of spatial features)

ส่วนนี้ของมาตรฐานมีวัตถุประสงค์เพื่อตอบสนองความต้องการของการที่จะต้องมีคำนิยามร่วมกันและสอดคล้องกันของลักษณะเด่นเชิงพื้นที่ (Spatial features) ในกระบวนการของการถ่ายทอดข้อมูล แบบจำลองที่เป็นพื้นฐานพร้อมด้วยคำนิยามจะใช้เป็นรากฐานของการแลกเปลี่ยนข้อมูลด้านแผนที่เชิงเลขที่มีอยู่ ลักษณะข้อมูลเชิงพื้นที่และคำอรรถาธิบายพร้อมด้วยคำนิยาม คำนิยามของลักษณะเชิงพื้นที่มีประมาณ 2,600 คำ ซึ่งแบ่งออกเป็นผู้ใช้ 200 ชนิด คำอรรถาธิบาย จำนวน 244 ชนิด และคำศัพท์ต่างๆ 1,200 ชนิด ส่วนนี้ของมาตรฐานประกอบด้วยคำนำ และส่วนที่รวมอยู่ในแบบจำลองแนวความคิด ขอบเขต และสาขาการประยุกต์ใช้ ความสัมพันธ์กับมาตรฐานอื่นๆ ข้ออ้างอิงความสอดคล้องและสถานภาพปัจจุบัน ฯลฯ

3) การเริ่มนำเอามาตรฐานไปใช้ (Implementation)

ในขณะที่ส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 ของมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่ ได้เกี่ยวข้องกับมาตรฐานในระดับเชิงตรรกะและเชิงแนวความคิด และส่วนที่ 3 กล่าวถึงการนำมาตรฐานมาใช้จริงด้านกายภาพ โดยใช้มาตรฐาน ISO 8211 ที่มีอยู่ ส่วนที่ 3 นี้ จะบอกถึงการที่เขตข้อมูลและเขตข้อมูลย่อยในมาตรฐานการถ่ายทอดข้อมูลเชิงพื้นที่จะปรับเข้าสู่ ISO 8211 ได้อย่างไร

มาตรฐาน ISO 8211 (รู้จักกันในนามของ ANSI/ISO 8211 และ FIPS 123) เป็นรูปแบบทั่วไปของการแลกเปลี่ยนข้อมูลทุกชนิดไม่เฉพาะแต่ข้อมูลเชิงพื้นที่เท่านั้น ISO 8211 สามารถดำเนินการหรือหาวิธีดำเนินการในการถ่ายทอดข้อมูล และคำจำกัดความระหว่างระบบคอมพิวเตอร์ที่ไม่เหมือนกัน แต่ผู้ใช้จะต้องให้คำจำกัดความและความหมายของแต่ละรายการของข้อมูลที่ต้องการ มาตรฐานการแลกเปลี่ยนข้อมูลเชิงพื้นที่ ถือได้ว่าเป็นผู้ใช้มาตรฐาน ISO 8211 เนื่องจากมาตรฐานการแลกเปลี่ยนข้อมูลเชิงพื้นที่ออกแบบมาเพื่อให้ส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 เป็นอิสระจากส่วนที่ 3 ดังนั้น มาตรฐานการแลกเปลี่ยนข้อมูลเชิงพื้นที่ สามารถเปลี่ยนแปลงหรือดัดแปลงส่วนที่ 3 ให้ปรับใช้รูปแบบที่แตกต่างจากของ ISO 8211 ถ้าจำเป็น โดยไม่มีผลกระทบใดๆ กับส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2

 

ที่มา : ตำราเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศศาสตร์