Ο Ρόλος της Ποιότητας στη Δημιουργία Εθνικών Υποδομών Χωρικών Δεδομένων Λύσανδρος Τσούλος Καθηγητής, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ηρώων Πολυτεχνείου 9 Ζωγράφου 15780 Τηλ: 210 7722730 e-mail: lysandro@central.ntua.gr Περίληψη Η δημιουργία εθνικών υποδομών χωρικών δεδομένων στο πλαίσιο της οδηγίας INSPIRE αποτελεί πλέον πραγματικότητα και ως εκ τούτου υποχρέωση των κρατών μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Οι εθνικές υποδομές χωρικών δεδομένων εξασφαλίζουν την αποθήκευση, διάθεση και συντήρηση των χωρικών δεδομένων και σχεδιάζονται με τρόπο, ο οποίος θα υποστηρίζει τον εντοπισμό και τη διάθεση/ανταλλαγή των δεδομένων μεταξύ των φορέων παραγωγής και των χρηστών/εφαρμογών. Η καταλληλότητα των δεδομένων για συγκεκριμένη εφαρμογή είναι αδιαμφισβήτητα συνάρτηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των δεδομένων, τα οποία προσδιορίζονται με βάση διεθνή πρότυπα εξειδικευμένα για τον χαρακτηρισμό της ποιότητας της χωρικής πληροφορίας. Με βάση τα πρότυπα αυτά υλοποιούνται μοντέλα ποιότητας που αποτελούν την πηγή άντλησης της ποιοτικής πληροφορίας, η οποία στη συνέχεια καταγράφεται στο αντίστοιχο για κάθε χωρική ενότητα αρχείο μεταδεδομένων. Η εθνική υποδομή χωρικών δεδομένων μπορεί επιπλέον να αποτελέσει τμήμα του συστήματος ηλεκτρονικής διακυβέρνησης (e-government) μιας χώρας με προφανείς επιπτώσεις στο επίπεδο και την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών. Στην παρούσα εργασία μετά από σύντομη επισκόπηση του περιεχομένου της οδηγίας INSPIRE, αναλύεται ο ρόλος της ποιότητας στις διάφορες εκφάνσεις της και περιγράφονται οι φάσεις και η μεθοδολογία διαχείρισής της. Ακολουθεί η προσέγγιση δόμησης ενός μοντέλου ποιότητας και τέλος διατυπώνονται τα πλεονεκτήματα υιοθέτησης διαδικασιών διαχείρισης και διασφάλισης της ποιότητας στα προγράμματα εθνικών υποδομών χωρικών δεδομένων. Abstract The development of Spatial Data Infrastructures SDIs at national level in the framework of the INSPIRE initiative, is a reality and a must for the European Union member states. SDIs support the storage, updating and dissemination of spatial data and are designed to support the location and exchange of data among the producing organizations and the user community. The fitness for use of a data set for a specific application depends on the quality characteristics of the data, which are described by the respective international standards. Based on these standards quality models are implemented, which are used as quality information sources. The resulting quality data are subsequently stored as metadata in metadata files. Τhe SDI can very well be a part of the national e-government environment with obvious influence on its efficiency and the level of the services offered. In this paper after a short overview of the INSPIRE directive an analysis of the role of quality in SDIs is given, followed by a description for setting a quality model for a dataset. The paper concludes with an elaboration on the merits of adoption of quality management processes in SDIs. Χαρτογραφικά Πρότυπα, Ποιότητα και Προδιαγραφές 431
1. Εθνικές υποδομές χωρικών δεδομένων και ποιότητα 1.1 Εθνική υποδομή χωρικών δεδομένων (ΕΥΧΔ) `Ουσιαστικά η ΕΥΧΔ συνίσταται στο περιβάλλον εκείνο που συντονίζει και διευκολύνει σε εθνικό επίπεδο την ανταλλαγή και κοινή χρήση χωρικών δεδομένων και υπηρεσιών μεταξύ των ενδιαφερομένων μερών από διάφορα επίπεδα της κοινωνίας των χρηστών χωρικών δεδομένων (φορείς του δημόσιου και ιδιωτικού τομέα, εκπαιδευτικά ιδρύματα, ιδιώτες). Προϋπόθεση για την υλοποίηση της ΕΥΧΔ είναι ο προσδιορισμός των πολιτικών, της τεχνολογίας, των προτύπων και των ανθρώπινων πόρων που απαιτούνται για την αποτελεσματική συλλογή, διαχείριση, πρόσβαση, διάθεση και αξιοποίηση των χωρικών δεδομένων και υπηρεσιών. Ο πυρήνας της ΕΥΧΔ είναι ένα σύνολο διασυνδεδεμένων βάσεων χωρικών δεδομένων. Η αρχιτεκτονική του μοντέλου υλοποίησης της ΕΥΧΔ περιλαμβάνει τα εξής δομικά στοιχεία[1]: Επιχειρησιακό: Περιγράφει το σκοπό και την κοινή πολιτική της ΕΥΧΔ Πληροφοριακό: Περιγράφει τις κατηγορίες της χωρικής πληροφορίας και τις διεργασίες εντός του περιβάλλοντος Υπολογιστικό: Προσδιορίζει τις παρεχόμενες υπηρεσίες και τις διεπιφάνειες μέσω των οποίων αυτές αλληλεπιδρούν Λειτουργικό: Προσδιορίζει τους μηχανισμούς και τις λειτουργίες που απαιτούνται για την αλληλεπίδραση υπηρεσιών και δεδομένων σε περιβάλλον κατανεμημένων συστημάτων Τεχνολογικό: Αναφέρεται στην τεχνολογική υποδομή για την υλοποίηση της ΕΥΧΔ. Για την υλοποίηση της ΕΥΧΔ ειδικότερα για την περιοχή της Ευρωπαϊκής Ένωσης η οδηγία INSPIRE (Οδηγία 2007/2/EC) [2] παρέχει γενικούς κανόνες για τη δημιουργία Ευρωπαϊκής υποδομής χωρικών δεδομένων. Ο σκοπός της υποδομής αρχικά είναι να υποστηρίξει τη διαμόρφωση πολιτικής σε θέματα που έχουν άμεση ή έμμεση σχέση με το περιβάλλον επεκτείνεται όμως και σε κάθε σχετική με το γεωγραφικό χώρο και τα χωρικά δεδομένα δραστηριότητα. Το πρόγραμμα INSPIRE θα στηριχθεί στις υποδομές χωρικών δεδομένων των κρατών μελών, οι οποίες σχεδιάζονται και υλοποιούνται με τρόπο ώστε να εξασφαλίζουν την αποθήκευση, διάθεση και συντήρηση στο πλέον κατάλληλο επίπεδο λεπτομέρειας, το συνδυασμό χωρικών δεδομένων διαφορετικής προέλευσης στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης με συγκεκριμένο τρόπο και την ανταλλαγή των δεδομένων μεταξύ διαφορετικών χρηστών/εφαρμογών. Παράλληλα θα εξασφαλίζει την α- νταλλαγή χωρικών δεδομένων μεταξύ των διαφόρων φορέων του δημόσιου τομέα και τη διαθεσιμότητά τους. Η διάθεση των δεδομένων, η οποία δεν θα περιορίζει την αξιοποίησή τους, θα υλοποιηθεί μέσω περιβάλλοντος, το οποίο θα διευκολύνει τον εντοπισμό των χωρικών δεδομένων και θα εκτιμά την καταλληλότητά τους για συγκεκριμένη εφαρμογή όπως και τους όρους/συνθήκες απόκτησής τους. Για τους λόγους που προαναφέρθηκαν η οδηγία INSPIRE εστιάζει σε πέντε περιοχές κλειδιά: μεταδεδομένα, διαλειτουργικότητα και εναρμόνιση των χωρικών δεδομένων και υπηρεσιών για τις επιλεγμένες κατηγορίες δεδομένων, δικτυακές υπηρεσίες και τεχνολογίες, λειτουργικό πλαίσιο για την ανταλλαγή χωρικών δεδομένων και υπηρεσιών όπως και τον συντονισμό και την παρακολού- 432 10 ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Η Χαρτογραφία της Ηπειρωτικής Περιφέρειας, 12-14/11/2008
θηση των σχετικών διαδικασιών. Η εξασφάλιση της λειτουργικής εφαρμογής της οδηγίας σε εθνικό και Ευρωπαϊκό επίπεδο στηρίζεται σε κανόνες υλοποίησης - Implementing Rules, οι οποίοι θα καλύπτουν τις σχετικές διαδικασίες. Σε ό,τι αφορά στα μεταδεδομένα οι κανόνες υλοποίησης θα τεθούν σε ισχύ άμεσα. Η γενική αρχή η οποία καθιστά απαραίτητη την ύπαρξη μεταδεδομένων διατυπώνεται στην παράγραφο 6 του εισαγωγικού μέρους της οδηγίας ως εξής: «.Οι υποδομές χωρικών δεδομένων των κρατών-μελών θα πρέπει να είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να εξασφαλίζουν τον εντοπισμό των διαθέσιμων χωρικών δεδομένων, να αξιολογούν την καταλληλότητά τους για συγκεκριμένο σκοπό και να γνωρίζουν τις συνθήκες/όρους χρήσης των δεδομένων». 1.2 Ποιότητα Οι εθνικοί οργανισμοί κτηματολογίου και χαρτογραφήσεων είναι οι πλέον σημαντικοί παράγοντες στην ανάπτυξη εθνικών υποδομών χωρικών δεδομένων. Τα προϊόντα των φορέων αυτών και ιδιαίτερα τα ψηφιακά αποτελούν στοιχεία αναφοράς για οποιαδήποτε συλλογή χωρικών δεδομένων και ως εκ τούτου πρέπει να συνοδεύονται από γνωστά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως ήδη αναφέρθηκε αποτελούν μέρος των μεταδεδομένων και συνιστούν τα βασικότερα κριτήρια εντοπισμού και αξιολόγησης των δεδομένων. Είναι επομένως απαραίτητο η ποιοτική πληροφορία να είναι αξιόπιστη και η μεθοδολογία διαμόρφωσής της γνωστή, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την αξιοποίηση των αντιστοίχων προτύπων ποιότητας. Εκτός από τη συμβολή της ποιότητας ως δομικού στοιχείου των μεταδεδομένων η υιοθέτηση προτύπων ποιότητας στην παραγωγή και διαχείριση χωρικών δεδομένων είναι σημαντική διότι: Ομογενοποιεί την παραγωγική διαδικασία Προστατεύει τις επενδύσεις μέσω: o Της τεκμηρίωσης των ποιοτικών χαρακτηριστικών o Ανεξαρτητοποίησης από εμπορικά πρότυπα Βελτιώνει τη συνεργασία: o Μεταξύ φορέων o Διευκολύνει την ανταλλαγή δεδομένων o Διαμορφώνει σωστές σχέσεις μεταξύ φορέων χρηστών Καλύπτει τις απαιτήσεις των χρηστών Αξιοποιεί καταξιωμένες αποδεκτές πρακτικές Παρέχει κίνητρα στο προσωπικό των φορέων χαρτογράφησης Υποστηρίζει την έρευνα Αποτελεί νομική υποχρέωση Εκτιμάται ότι οι απαιτήσεις της κοινωνίας των ασχολουμένων με τη χωρική πληροφορία σχετικά με την ποιότητα θα αυξάνονται συνεχώς. Αυτό εκτός των άλλων προκύπτει από νέες μορφές δραστηριοτήτων/υπηρεσιών σχετικών με την ποιότητα όπως η «διακρίβωση ποιότητας - quality auditing», η οποία συνίσταται στη συστηματική μεθοδολογία προσδιορισμού των ποιοτικών χαρακτηριστικών μιας συλλογής χωρικών δεδομένων Χαρτογραφικά Πρότυπα, Ποιότητα και Προδιαγραφές 433
Νομικό πλαίσιο Ευρωπαϊκή Ένωση INSPIRE Εθνική Υποδομή ιαλειτουργικότητα Τεχνολογία Μεταδεδομένα Ποιότητα της χωρικής πληροφορίας Ανταγωνισμός Αγορές Ανάγκες Χρηστών Πολλαπλές πηγές Παραγωγή Σχήμα 1: Συσχέτιση της ποιότητας και του ευρύτερου περιβάλλοντος της χωρικής πληροφορίας Πίνακας 1: Η ποιότητα στις διάφορες φάσεις της παραγωγικής διαδικασίας Φάση Τεκμηρίωση Παραγωγικής Ποιότητας διαδικασίας Πριν την παραγωγή Κατά την παραγωγή Μετά την παραγωγή Προδιαγραφή μοντέλου ποιότητας Ιστορικό επεξεργασίας της βάσης δεδομένων Μεταδεδομένα Εκθέσεις ελέγχων Σκοπός Στόχοι ποιότητας Απαιτήσεις ποιότητας Τήρηση προδιαγραφών Εφαρμογή των μετρήσεων ποιότητας Καταγραφή ποιοτικών χαρακτηριστικών στη βάση δεδομένων Συμμόρφωση με τις απαιτήσεις ποιότητας Μέθοδοι Διερεύνηση απαιτήσεων χρήστη Έλεγχος για την εκτίμηση της ποιότητας Αναφορά αξιολόγησης Επίπεδο Υλοποίησης Οντότητα Κάθε οντότητα και ποιοτικό χαρακτηριστικό Δεδομένα από τρίτους με σκοπό τη γνωμοδότηση επί της καταλληλότητας των δεδομένων για συγκεκριμένη εφαρμογή. Το συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον στη διαδικασία συλλογής, επεξεργασίας και διάχυσης της χωρικής πληροφορίας, ιδιαίτερα λόγω της αξιοποίησης πολλαπλών πηγών 434 10 ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Η Χαρτογραφία της Ηπειρωτικής Περιφέρειας, 12-14/11/2008
χωρικών δεδομένων μέσω συνεργασιών φορέων του δημόσιου και του ιδιωτικού τομέα, αποτελεί παράγοντα, ο οποίος καθιστά απαραίτητη την υιοθέτηση μοντέλων διαχείρισης της ποιότητας των χωρικών δεδομένων για τον έλεγχο του παραγόμενου προϊόντος. Το σχήμα που ακολουθεί (σχήμα 1) δίνει μια συνοπτική εικόνα της σχέσης της ποιότητας με το νομικό, τεχνολογικό, παραγωγικό και εμπορικό περιβάλλον της χωρικής πληροφορίας, ο δε πίνακας 1 τεκμηριώνει την ένταξη των διαδικασιών ποιότητας στο σύνολο των φάσεων της παραγωγικής διαδικασίας (πριν, κατά και μετά την παραγωγή). 2. Eθνική υποδομή χωρικών δεδομένων και μοντέλο ποιότητας Στο πλαίσιο υλοποίησης της Εθνικής Υποδομής Χωρικών Δεδομένων η ποιότητα μπορεί να προσεγγισθεί από τέσσερις διαφορετικές οπτικές γωνίες [3]: Προσέγγιση επικεντρωμένη στην παραγωγή της χωρικής πληροφορίας: Οι παραγωγοί της γεωγραφικής πληροφορίας θα πρέπει να υιοθετήσουν και να εφαρμόσουν μεθόδους ελέγχου και αξιολόγησης της ποιότητας των χωρικών δεδομένων που παράγουν. Αφετηρία της προσέγγισης αυτής αποτελούν τα πρότυπα ISO 19113, ISO 19114 και ISO 19115. Προσέγγιση επικεντρωμένη στο σχεδιασμό: Η ποιότητα εξετάζεται από τη σκοπιά της δυνατότητας αξιοποίησης των χωρικών δεδομένων μέσω προσομοιώσεων. Προσέγγιση επικεντρωμένη στον χρήστη: Η ποιότητα εξετάζεται μέσω ανάλυσης των αναγκών των χρηστών και του βαθμού ικανοποίησης των απαιτήσεών τους. Συστημική προσέγγιση: Η ποιότητα εξετάζεται μέσω της διαλειτουργικότητας και της εναρμόνισης των χωρικών δεδομένων αναφοράς. Η Εθνική Υποδομή Χωρικών Δεδομένων πρέπει να συσχετισθεί με το αντίστοιχο Μοντέλο Ποιότητας Χωρικών Δεδομένων, το οποίο αποτελείται από τα συστατικά στοιχεία που ακολουθούν: Κοινά στοιχεία και μέτρα ποιότητας τα οποία ταυτίζονται ή απορρέουν από τα πρότυπα. Εν προκειμένω θεωρείται σημαντική η εφαρμογή του προτύπου ISO 19138. Τα μέτρα ποιότητας θα πρέπει να είναι ενιαία στο περιβάλλον παραγωγής των χωρικών δεδομένων αναφοράς Οι απαιτήσεις ποιότητας θα πρέπει να περιγραφούν μέσω κοινών μέτρων ποιότητας ει δυνατόν σε εθνικό επίπεδο - που θα βασίζονται στην αναλυτική προσέγγιση των απαιτήσεων της κοινωνίας των χρηστών Τεκμηρίωση των διαδικασιών παραγωγής με καταγραφή και διάθεση των αποτελεσμάτων του ποιοτικού ελέγχου. Αφετηρία για το τμήμα αυτό του μοντέλου ποιότητας αποτελεί το πρότυπο ISO 9000 Αξιολόγηση της ποιότητας από ανεξάρτητους φορείς/αξιολογητές με σκοπό τη διασφάλιση της αξιοπιστίας του αποτελέσματος Διαπίστευση των μεθόδων παραγωγής και των διαδικασιών διαχείρισης Τα στοιχεία ποιότητας των χωρικών δεδομένων θα παρέχονται με τη μορφή αρχείου Χαρτογραφικά Πρότυπα, Ποιότητα και Προδιαγραφές 435
μεταδεδομένων σύμφωνα με το πρότυπο ISO 19115. Το αρχείο μεταδεδομένων το οποίο αποτελεί αυτοτελές τμήμα του μοντέλου ποιότητας θα περιέχει τόσο τις απαιτήσεις ποιότητας όσο και τα αποτελέσματα της αξιολόγησης της ποιότητας. Τα μεταδεδομένα θα περιέχουν πληροφορίες στα ακόλουθα: Τη συνέπεια των χωρικών δεδομένων με τα προβλεπόμενα από τους κανόνες υλοποίησης. Την ποιότητα και αξιοπιστία των χωρικών δεδομένων. Τις συνθήκες /προϋποθέσεις πρόσβασης σε δεδομένα και υπηρεσίες και όπου απαιτείται τους περιορισμούς πρόσβασης και την αντίστοιχη αιτιολόγηση. Τους δημόσιους φορείς που είναι υπεύθυνοι για την ίδρυση, διαχείριση, συντήρηση και διανομή χωρικών δεδομένων και υπηρεσιών. Τα κράτη μέλη θα πρέπει να παίρνουν τα απαραίτητα μέτρα, τα οποία θα εξασφαλίζουν την πληρότητα και ποιότητα των μεταδεδομένων τα οποία θα τηρούνται ενήμερα. 3. Πλεονεκτήματα από την υιοθέτηση συστήματος διαχείρισης ποιότητας Τα πλεονεκτήματα που απορρέουν από την υιοθέτηση συστήματος διαχείρισης της ποιότητας είναι συνάρτηση του επιπέδου εναρμόνισης με τα αντίστοιχα πρότυπα [3]. Στο πρώτο επίπεδο επιτυγχάνεται συστημική διαλειτουργικότητα με τη χρήση προτύπων όπως Web Map Services ή Web Feature Services. Τα προβλήματα που έχουν σχέση με την ποιότητα παραμένουν. Στο δεύτερο επίπεδο το περιεχόμενο των συλλογών στοιχείων αναφοράς είναι εναρμονισμένο επιτρέποντας το συνδυασμό τοπικών, περιφερειακών, εθνικών, Ευρωπαϊκών και παγκόσμιων συλλογών δεδομένων. Τα ποιοτικά χαρα- Ι Συστημική διαλειτουργικότητα - το περιεχόμενο διαφέρει - η ποιότητα διαφέρει ΙΙ Εναρμονισμένο περιεχόμενο - Συλλογές δεδομένων με εναρμονισμένο περιεχόμενο - ιαθέσιμα μεταδεδομένα ΙΙΙ ιαχείριση Επεξεργασίας - Κοινά μέτρα ποιότητας - Κοινοί κανόνες τιμολόγησης και παροχής δικαιωμάτων χρήσης Σχήμα 2: Πλεονεκτήματα συστήματος διαχείρισης ποιότητας 436 10 ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Η Χαρτογραφία της Ηπειρωτικής Περιφέρειας, 12-14/11/2008
κτηριστικά των αρχείων μεταδεδομένων επιτρέπουν την ανάλυση καταλληλότητας για τις διάφορες εφαρμογές. Στο τρίτο επίπεδο επιτυγχάνεται συμβατότητα στην επεξεργασία των δεδομένων τα οποία είναι εναρμονισμένα μέσω της χρήσης κοινών ποιοτικών χαρακτηριστικών. Τα δεδομένα αυτού του επιπέδου αποτελούν αντικείμενο ενιαίας πολιτικής διάθεσης και τιμολόγησης. Η ωφέλεια η οποία προκύπτει για τους χρήστες και την κοινωνία γενικότερα αναφέρεται στη μείωση της δαπάνης για τη συντήρηση των συλλογών δεδομένων αναφοράς, βελτίωση της ποιότητας και ανάπτυξη νέων υπηρεσιών. Bιβλιογραφία [1] Hjelmager J. et al. 2008, An Initial Formal Model for Spatial Data Infrastructures. International Journal of Geographic Information Science, Vol 22, Nos 11-12, pp. 1295 1309. [2] http://inspire.jrc.ec.europa.eu/ [3] Jakobsson A. & Tsoulos L. 2007, The Role of Quality in Spatial Data Infrastructures, 23 rd International Cartographic Conference, Moscow, Russia 2007. Χαρτογραφικά Πρότυπα, Ποιότητα και Προδιαγραφές 437
438 10 ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Η Χαρτογραφία της Ηπειρωτικής Περιφέρειας, 12-14/11/2008