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Créer des métadonnées conformes à la norme ISO 19139 ?


Mon entreprise souhaite effectuer une refonte complète de ses métadonnées. Ils aimeraient utiliser la norme ISO.

Comment pouvons-nous procéder?

J'ai fait des recherches et beaucoup lu sur les métadonnées, mais j'ai besoin d'élaborer un plan d'action.


ISO 19139 est un codage XML de l'ISO 19115 avec des ajouts de l'ISO 19119 pour couvrir les métadonnées des services qui fournissent des données géospatiales. S'il est vrai que l'ISO 19115 (et donc aussi l'ISO 19139) permet à une partie de définir un ensemble très complet de métadonnées, il est également vrai que ces normes ISO vous permettent de définir un ensemble très minimal de métadonnées, basé sur les métadonnées de base requis par la norme ISO 19115.

En d'autres termes, pour être conforme à l'ISO 19115/ISO 19139, il faut un ensemble minimal de métadonnées, à savoir :

Obligatoire (M) : l'entité de métadonnées ou l'élément de métadonnées doit être documenté

Conditionnel (C) : l'entité de métadonnées ou l'élément de métadonnées doit être documenté si une autre entité ou élément a été documenté, ou si une condition est ou n'est pas remplie ailleurs.

Titre de l'ensemble de données (M)

Un titre unique (dans vos enregistrements de métadonnées) pour vos données.

Date de référence de l'ensemble de données (M) Position géographique du jeu de données (par quatre coordonnées ou par identifiant géographique) (C)

Si les métadonnées s'appliquent à un ensemble de données référencé spatialement (comme un WMS), cela est obligatoire.

Langue de l'ensemble de données (M)

Langue(s) utilisée(s) dans l'ensemble de données. Obligatoire même si la ressource ne contient aucune information textuelle ; par défaut la langue des métadonnées.

Jeu de caractères du jeu de données (C)

Nom complet du codage de caractères utilisé pour l'ensemble de données. Vous devez fournir ce jeu de caractères si vous n'utilisez pas le jeu de caractères ISO/IEC 10646-1 et si votre jeu de caractères n'est pas défini par l'encodage du document.

Catégorie de sujet de l'ensemble de données (M)

Thème(s) principal(aux) de l'ensemble de données décrit en utilisant le terme le plus approprié défini dans la norme ; tel que: 'informations géoscientifiques', 'économie' , ou alors 'imagesBaseCartesTerreCouverture'

Langage des métadonnées (C)

Langue utilisée pour documenter les métadonnées. Vous devez fournir la langue des métadonnées si elle n'est pas définie par l'encodage du document.

Résumé définissant l'ensemble de données (M)

Bref résumé narratif du contenu de la ressource.

Jeu de caractères de métadonnées (C)

Nom complet de l'encodage de caractères utilisé pour l'ensemble de métadonnées. Vous devez fournir ce jeu de caractères dans vos métadonnées si vous n'utilisez pas le jeu de caractères ISO/IEC 10646-1 ET si votre jeu de caractères n'est pas défini par l'encodage du document. Notez que la plupart des pages XML et HTML fournissent un jeu de caractères dans le cadre de leurs propres métadonnées, il est probable que vous n'aurez pas besoin de l'indiquer explicitement pour vos propres métadonnées de couche

Point de contact des métadonnées (M)

Partie responsable des informations de métadonnées

Horodatage des métadonnées (M)

Donc, vraiment ce que vous devez probablement faire est de passer en revue les métadonnées que vous devez fournir pour votre propre bénéfice (le bénéfice de votre organisation) et de les mapper sur les métadonnées définies par ISO 19115, puis sur les éléments et attributs pertinents de ISO 19139. Vous pouvez souhaiter mettre des contraintes supplémentaires sur le contenu d'un document d'instance ISO 19139 afin qu'il soit conforme à votre norme, par exemple pour restreindre les termes possibles à un sous-ensemble de termes autorisés par la norme, et dans de tels cas, vous pouvez définir ces règles utilisant Schematron


Nous utilisons les lignes directrices de métadonnées ANZLIC et l'outil Meta Lite associé

Qui répondent à la fois à la norme ISO et à la norme australienne - l'outil est assez simple à utiliser pour mettre à jour les métadonnées sur plusieurs ensembles de données et mérite peut-être d'être examiné.


À propos des métadonnées

Les métadonnées sont essentielles pour partager des outils, des données et des cartes et pour rechercher si les ressources dont vous avez besoin existent déjà. Les métadonnées décrivent les ressources du système d'information géographique (SIG) de la même manière qu'une fiche dans le catalogue de fiches d'une bibliothèque décrit un livre. Une fois que vous avez trouvé une ressource avec une recherche, ses métadonnées vous aideront à décider si elle convient à vos besoins. Pour prendre cette décision, vous devrez peut-être savoir dans quelle mesure la ressource est exacte ou actuelle et s'il existe des restrictions sur la façon dont elle peut être utilisée. Les métadonnées peuvent répondre à ces questions.

Tout élément d'ArcCatalog, y compris les dossiers et les types de fichiers tels que les documents Word, peut contenir des métadonnées. Une fois créées, les métadonnées sont copiées, déplacées et supprimées avec l'élément lorsqu'il est géré avec ArcCatalog ou ArcInfo Workstation.


Comment les métadonnées sont organisées

Dans ArcCatalog, les métadonnées sont divisées en propriétés et documentation. Les propriétés, telles que l'étendue des entités d'un fichier de formes, sont dérivées de l'élément par ArcCatalog et ajoutées aux métadonnées. La documentation est une information descriptive fournie par une personne utilisant un éditeur de métadonnées, par exemple une description et des informations juridiques sur l'utilisation de la ressource. Avec les paramètres par défaut dans ArcCatalog, tout ce que vous avez à faire pour créer des métadonnées est de cliquer sur l'élément dans l'arborescence du catalogue et de cliquer sur l'onglet Métadonnées. Les propriétés seront automatiquement ajoutées aux métadonnées.

Chaque ressource SIG a son propre document de métadonnées distinctes. Les documents de métadonnées décrivant les ressources associées ne sont pas interconnectés. Les métadonnées d'une classe d'entités décrivent uniquement cette classe d'entités—elle n'hérite d'aucune métadonnée du jeu de classes d'entités dans lequel la classe d'entités est stockée.

De même, les métadonnées d'un fichier de couche ou d'un service d'imagerie ArcIMS doivent décrire uniquement le fichier de couche ou le service d'imagerie et les informations qu'il représente, et non les sources de données qu'il consomme. Si un fichier de formes contient une suite complète de données démographiques, ses métadonnées doivent décrire les valeurs de chaque colonne d'attributs et son système de coordonnées puisque c'est là que ces propriétés sont définies et stockées. Plusieurs couches peuvent représenter différents aspects des données du fichier de formes : une couche peut montrer la croissance de la population, tandis qu'une autre montre le rapport entre la population retraitée et la population active. Les métadonnées du fichier de couche doivent décrire ce que la couche montre, comment les données ont été classées, normalisées et symbolisées et toutes les jointures ou relations définies dans la couche, pas tous les détails des données.

Les métadonnées créées avec ArcCatalog sont stockées sous forme de données XML, soit dans un fichier à côté de l'élément, soit dans sa géodatabase. Dans une géodatabase, les métadonnées sont stockées dans la table GDB_UserMetadata en tant que BLOB de données XML.

XML est un langage de balisage similaire au HTML. HTML définit à la fois les données et la façon dont elles sont présentées. XML, d'autre part, vous permet de définir des données à l'aide de balises qui ajoutent du sens. Les feuilles de style sont créées à l'aide de XSL.

Par exemple, dans un document XML de métadonnées, un titre peut être stocké comme suit : <title>Mon document</title>. La feuille de style XSL sélectionne le titre et définit comment l'afficher au format HTML comme suit : <P><B><xsl:value-of select="title" /></B></P>. Les métadonnées apparaîtraient alors dans l'onglet Métadonnées comme ceci :

Les métadonnées dans ArcGIS doivent être du XML bien formé. Les métadonnées dans ArcGIS ne sont pas tenues de se conformer à un schéma XML ou à une définition de type de document (DTD). Cependant, vous pouvez avoir vos propres exigences pour créer des métadonnées conformes à une norme spécifique.

Les métadonnées dans ArcGIS sont stockées dans un format XML défini par ESRI qui combine des éléments définis dans les DTD esriprof80 et ESRI_ISO1 publiées sur le site Web de métadonnées ESRI. Le fichier esriprof80.dtd définit le format de stockage des métadonnées conformément au profil ESRI de la norme de contenu pour les métadonnées géospatiales numériques. Le fichier ESRI_ISO1.dtd définit le format ESRI-ISO pour les métadonnées conformes à la norme ISO 19115, Geographic Information—Metadata.

XML est devenu un standard de l'industrie pour stocker des données et les transférer sur Internet. Étant donné que les métadonnées ArcGIS sont stockées au format XML standard, n'importe quelle application de mise à jour XML peut être utilisée pour afficher ou modifier les fichiers XML de métadonnées.


SYSTÈME DE RÉFÉRENCE SPATIALE

2 NORME DE DONNÉES AD-SDI, SYSTÈME DE RÉFÉRENCE SPATIALE, Version 1.0 HISTORIQUE DE RÉVISION N° de révision Raison Date d'entrée en vigueur 1 Version originale Novembre Commentaires de différentes personnes Décembre Correction d'erreurs factuelles Mars Tableau 4 : Le système de référence horizontal couramment utilisé à Abu Dhabi est supprimé. Décembre 2010 HISTORIQUE DE LA DISCUSSION Discussion # Avec Date Résumé 1 Yasser Othman, EAD 17 décembre 2010 Tableau 4 : Le système de référence horizontal couramment utilisé à Abu Dhabi dans la section 3.1 qui répertorie l'ancien système de référence de Nahrwan 1967 pourrait être mal interprété comme un système de référence autorisé par cette norme. Page 2 sur 41

3 NORME DE DONNÉES AD-SDI, SYSTÈME DE RÉFÉRENCE SPATIALE, Version 1.0 Table des matières 1 Introduction Portée Objet Application Symboles, abréviations et notations Systèmes de coordonnées Systèmes de coordonnées géographiques Systèmes de coordonnées projetés Ellipsoïde Systèmes de coordonnées projetées Projections cartographiques Projection Mercator transversale universelle Systèmes de coordonnées verticales Géoïde Géoïde Hauteur Verticale Système de référence spatial d'Abou Dhabi Système de coordonnées pour la zone terrestre Système de coordonnées pour la zone maritime Précision de positionnement géospatial Standard de précision Spécifications de précision de position Normes de précision pour les réseaux géodésiques Échelle de rapport de précision et niveau de détail Annexe A : Cadres de référence Cadre de référence terrestre international (ITRF) Terrestre international Système de référence (ITRS) Alignement du référentiel WGS84 avec le référentiel ITRF Annexe B : Systèmes de référence géodésiques Contrôle géodésique Levé de contrôle géodésique Page 3 sur 41

4 AD-SDI DATA STANDARD, SPATIAL REFERENCE SYSTEM, Version GRS Network of Abu Dhabi Geoid Model Earth Gravitational Model EGM GDEM Data of 30m Resolution Paramètres Références Liste des figures Figure 1 : Un système de coordonnées géographiques. 9 Figure 2 : Alignement du système de référence avec la surface de la Terre Figure 3 : Projection de Mercator transversale Figure 5 : La grille UTM Figure 4 : Un cylindre sécant en position transversale Figure 6 : Distorsions d'échelle en UTM Figure 7 : Système de coordonnées verticales Figure 8 : Hauteur Mesures Figure 9 : L'émirat d'Abou Dhabi s'étend sur les zones UTM 39N et 40N Figure 10 : Liste des tableaux du réseau GRS de l'émirat d'Abou Dhabi Spécifications pour différents produits Tableau 5 : Alignement WGS84 avec l'ITRF Tableau 6 : Paramètres de transformation pour l'île d'Abu Dhabi Page 4 sur 41

5 Tableau 7 : Paramètres de transformation pour la zone dans la zone 39N Tableau 8 : Paramètres de transformation pour la zone dans la zone 40N Tableau 9 : Systèmes géodésiques et leurs ellipsoïdes Tableau 10 : Paramètres ellipsoïdes Tableau 11 : Transformations géographiques (données) Méthode de translation géocentrique Tableau 12 : Géographique ( datum) Méthodes du cadre de coordonnées et du vecteur de position (7 paramètres) Tableau 13 : Transformations géographiques (datum) Domaines d'utilisation Page 5 sur 41

6 1 Introduction Les ensembles de données géographiques fondamentales AD-SDI contiennent des références spatiales qui relient les entités géographiques représentées dans les données à des positions dans le monde réel. Un système de référence spatiale (SRS) ou un système de référence de coordonnées (CRS) est un système local, régional ou mondial basé sur les coordonnées utilisé pour localiser des entités géographiques. Un système de référence spatiale définit une projection cartographique spécifique, ainsi que des transformations entre différents systèmes de référence spatiale. 1.1 Champ d'application Ce document décrit le référencement spatial par coordonnées et les éléments nécessaires pour définir le système de référence spatiale standard AD-SDI applicable à l'information géographique dans l'émirat d'Abu Dhabi. En plus de décrire le système de référence spatiale standard, ce document fournit la description d'une transformation de coordonnées ou d'une conversion de coordonnées entre la norme de référence actuelle et celle utilisée précédemment. À l'aide de ces informations, les données géographiques faisant référence aux deux systèmes de référence de coordonnées différents peuvent être fusionnées pour une manipulation intégrée. 1.2 Objet Cette norme AD-SDI fournit la description du référencement spatial par coordonnées. Il décrit les données minimales requises pour définir des systèmes de référence de coordonnées spatiales à 1, 2 et 3 dimensions. Il permet de fournir des informations descriptives supplémentaires. Il décrit également les informations requises pour modifier les valeurs de coordonnées d'un système de référence de coordonnées à un autre. 1.3 Application La présente Norme AD-SDI est applicable aux producteurs et utilisateurs d'informations géographiques. Bien qu'il soit applicable aux données géographiques numériques, ses principes peuvent être étendus à de nombreuses autres formes de données géographiques telles que les cartes, les graphiques et les documents texte. Page 6 sur 41

7 1.4 Symboles, abréviations et notations Les symboles, abréviations et notations suivants s'appliquent à ce document. Compass-Beidou 2 CORS FGDS Galileo GLONASS GNSS GPS GSD ITRF ITRS LAT LOD Nahrwan 1967 RINEX SLR VLBI WGS84 Le développement de la station de référence en fonctionnement continu du GNSS chinois, un système de récepteurs GNSS poursuivant les satellites en continu, 24 heures sur 24 Ensemble de données géographiques fondamentales L'Europe émergente GNSS Global naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GNSS russe) Global Navigation Satellite System, le terme générique pour les systèmes de navigation par satellite, y compris GPS, GLONASS, Galileo, Compass-Beidou 2. Global Positioning System (GNSS américain) La distance d'échantillonnage au sol fait référence à la taille de les pixels d'une orthoimagerie numérique, exprimés en unités au sol. Par exemple, si une orthoimagerie a un GSD de 20 cm, chaque pixel représente une surface au sol mesurant 20 cm x 20 cm. Cadre de référence terrestre international Système de référence terrestre international Marée astronomique la plus basse Niveaux de détail Système de référence horizontal local de l'Émirat d'Abou Dhabi, basé sur le récepteur ellipsoïde Clarke 1880 Le format d'échange indépendant permet la fusion de données brutes provenant de différents instruments GNSS Télémétrie laser par satellite Interférométrie à très longue base Monde Système géodésique 1984 (le système de coordonnées utilisé par le GPS) Page 7 sur 41

8 2 Systèmes de coordonnées Un système de coordonnées est un système de référence spatiale utilisé pour représenter les emplacements d'entités géographiques, d'images et d'observations telles que les emplacements GPS dans un cadre géographique commun. Les systèmes de coordonnées permettent aux ensembles de données FGDS d'utiliser des emplacements communs pour l'intégration. Chaque système de coordonnées est défini par : Son cadre de mesure : o soit des coordonnées géographiques tridimensionnelles (latitude-longitude en degrés décimaux, hauteur au-dessus de l'ellipsoïde en mètres) Nord-Est en mètres) Unité de mesure généralement : o degrés décimaux, pour les systèmes de coordonnées géographiques o ou mètres, pour les systèmes de coordonnées projetées Définition de la projection cartographique utilisée, pour les systèmes de coordonnées projetés : o paramètres de projection comme un ou plusieurs parallèles standard, a méridien central et décalages possibles dans les directions x et y Autres propriétés du système de mesure telles que : o un ellipsoïde de référence o un datum Il existe deux types courants de systèmes de coordonnées utilisés dans les SIG : Un système de coordonnées géographiques tel que latitude-longitude A projeté système de coordonnées basé sur une projection cartographique telle que Universal Transverse Mercator (UTM), qui projette des cartes de la surface sphérique de la terre sur un bidimensionnel plan de coordonnées cartésiennes dimensionnel. Les systèmes de coordonnées, qu'ils soient géographiques ou projetés, fournissent un cadre pour définir des emplacements dans le monde réel. Dans le SIG, le système de coordonnées est utilisé comme méthode pour intégrer automatiquement les emplacements géographiques de différents ensembles de données dans un cadre de coordonnées commun pour l'affichage et l'analyse. 2.1 Systèmes de coordonnées géographiques Un système de coordonnées géographiques (GCS) utilise une surface sphérique tridimensionnelle pour définir des emplacements sur la terre. Un point est référencé par ses valeurs de longitude et de latitude. La longitude et la latitude sont des angles mesurés entre le centre de la Terre et un point à la surface de la Terre. Les angles sont souvent mesurés en degrés. Un GCS comprend une unité de mesure angulaire, un premier méridien et un datum basé sur un ellipsoïde. Dans le système sphérique, les lignes horizontales, ou lignes est-ouest, sont des lignes d'égale latitude appelées parallèles. Les lignes verticales, ou lignes nord-sud, sont des lignes d'égale longitude appelées méridiens. Ces lignes de latitude et de longitude englobent le globe et forment un réseau quadrillé appelé graticule. La ligne de latitude à mi-chemin entre les pôles s'appelle l'équateur. Il définit la ligne de latitude zéro. La ligne de longitude zéro est appelée le premier

9 méridien. Pour la plupart des systèmes de coordonnées géographiques, le méridien principal est la longitude qui traverse Greenwich, en Angleterre. Figure 1 : Un système de coordonnées géographiques Les valeurs de latitude et de longitude sont traditionnellement mesurées soit en degrés décimaux, soit en degrés, minutes et secondes (DMS). Les valeurs de latitude sont mesurées par rapport à l'équateur et vont de 90 au pôle Sud à +90 au pôle Nord. Les valeurs de longitude sont mesurées par rapport au méridien d'origine. Ils vont de 180 à partir de la gauche du premier méridien à +180 à droite du premier méridien. Il peut être utile d'assimiler les valeurs de longitude à X et les valeurs de latitude à Y Ellipsoïde La forme et la taille de la surface d'un GCS sont définies par un ellipsoïde de rotation. Un ellipsoïde est défini par le demi grand axe, a, et le demi petit axe, b, ou par a et l'aplatissement. L'aplatissement est la différence de longueur entre les deux axes exprimée en fraction ou en nombre décimal. L'aplatissement, f = (a - b) / a. La forme géométrique simple qui se rapproche le plus de la forme de la Terre est un ellipsoïde. Cependant, une seule forme d'ellipsoïde ne s'adapte pas parfaitement à la Terre et, par conséquent, de nombreux ellipsoïdes différents sont utilisés, chacun étant conçu pour s'adapter au mieux à une région spécifique. L'ellipsoïde utilisé pour la cartographie aux EAU, l'ellipsoïde Clarke 1880, correspond le mieux à la région du Moyen-Orient. Les ellipsoïdes utilisés dans différentes régions diffèrent par leur taille et leur forme, ainsi que par leur orientation et leur position par rapport au centre de la Terre. Avec l'avènement du système de positionnement global (GPS) et pour des raisons de compatibilité mondiale, au lieu d'utiliser un ellipsoïde local le mieux adapté, l'ellipsoïde WGS 84, conçu pour s'adapter au mieux à la Terre entière, est actuellement la norme mondiale. Page 9 sur 41

10 Cependant, l'ellipsoïde Clarke 1880 est toujours important car les systèmes nationaux de coordonnées cartographiques de nombreux pays du Moyen-Orient sont basés sur celui-ci et, par conséquent, de nombreuses données ont été collectées par différentes organisations dans le passé à l'aide de l'ellipsoïde Clarke 1880. L'annexe D fournit les paramètres qui définissent les ellipsoïdes Clarke 1880 et WGS84. Datum Un datum spécifie la relation d'un système de coordonnées à la terre, créant ainsi un système de référence de coordonnées. Une donnée peut être utilisée comme base pour des systèmes à une, deux ou trois dimensions. C'est un ensemble de valeurs qui définit la position de l'ellipsoïde par rapport au centre de la terre. Le système de référence fournit un cadre de référence pour la mesure des emplacements et définit l'origine et l'orientation des lignes de latitude et de longitude. Figure 2 : Alignement du système de référence avec la surface de la Terre Une position sur une carte est référencée par rapport à une surface plane imaginaire, le système de référence horizontal, de sorte que toutes les positions prises sur la carte sont cohérentes et précises. Les élévations (par exemple les profondeurs) sur les cartes se réfèrent à un système de référence vertical. Alors qu'un ellipsoïde se rapproche de la forme de la terre, une référence définit la position et l'orientation de l'ellipsoïde par rapport au centre de la terre. Un datum fournit un cadre de référence pour spécifier des emplacements sur la surface de la terre. Il définit l'origine et l'orientation des lignes de latitude et de longitude. Chaque fois que le datum (ou plus correctement, le système de coordonnées géographiques) est modifié, les valeurs de coordonnées des données changeront également. Page 10 sur 41

11 Système géocentrique : Au cours des trois dernières décennies, les données d'orbite des satellites ont fourni aux géodésiens de nouvelles mesures pour définir le meilleur ellipsoïde correspondant à la terre, qui relie les coordonnées au centre de masse de la Terre. Une donnée centrée sur la Terre, ou géocentrique, utilise le centre de masse de la Terre comme origine. Le système de référence le plus récemment développé et le plus largement utilisé est le WGS. Il sert de cadre pour la mesure de localisation dans le monde entier. Système de référence local : un système de référence local positionne son ellipsoïde pour s'adapter étroitement à la surface de la terre dans une zone particulière. Un point à la surface de l'ellipsoïde correspond à une position particulière à la surface de la Terre. Ce point est appelé point d'origine de la référence. Les coordonnées du point d'origine sont fixes et tous les autres points sont calculés à partir de celui-ci. L'origine du système de coordonnées d'un système de référence local n'est pas au centre de la terre. Le centre de l'ellipsoïde d'une donnée locale est décalé par rapport au centre de la Terre. Nahrwan 1967 est une donnée locale. Il est conçu pour s'adapter raisonnablement bien à la région du Moyen-Orient. Étant donné qu'un système de référence local aligne son ellipsoïde sur une zone particulière de la surface terrestre, il ne convient pas à une utilisation en dehors de la zone pour laquelle il a été conçu. 2.2 Systèmes de coordonnées projetées Un système de coordonnées projetées est défini sur une surface plane à deux dimensions. Contrairement à un système de coordonnées géographiques, un système de coordonnées projetées a des longueurs, des angles et des surfaces constants sur les deux dimensions. Un système de coordonnées projetées est toujours basé sur un système de coordonnées géographiques, qui est basé sur un ellipsoïde. Dans un système de coordonnées projetées, les emplacements sont identifiés par des coordonnées x,y sur une grille, avec l'origine au centre de la grille. Chaque position a deux valeurs qui la référencent à cet emplacement central. L'un précise sa position horizontale et l'autre sa position verticale. Les deux valeurs sont appelées la coordonnée x et la coordonnée y. En utilisant cette notation, les coordonnées à l'origine sont x = 0 et y = Projections cartographiques Étant donné que la Terre est en trois dimensions et que les cartes sont en deux dimensions, obtenir des informations d'une surface 3D incurvée à une surface 2D plate implique une formule mathématique appelée a projection cartographique, ou simplement une projection. Ce processus d'aplatissement de la terre 3D provoquera des distorsions dans une ou plusieurs des propriétés métriques, à savoir. Distance, surface, forme et direction. Aucune projection ne peut conserver toutes ces propriétés en conséquence, toutes les cartes plates se déforment dans une certaine mesure. Il existe de nombreuses projections cartographiques différentes, chacune se distinguant par : Son aptitude à représenter une partie et une quantité particulières de la surface de la Terre Sa capacité à préserver les propriétés métriques de distance, de superficie, de forme ou de direction Différentes projections provoquent différents types de distorsions. Certaines projections sont conçues pour minimiser la distorsion d'une ou deux des propriétés métriques. Une projection pourrait maintenir

12 l'aire d'un élément mais déformer sa forme. En fonction des propriétés les plus importantes pour un besoin particulier, une projection cartographique appropriée est choisie. Parce que les cartes sont plates, certaines des projections les plus simples sont faites sur des formes géométriques qui peuvent être aplaties sans étirer leurs surfaces. Quelques exemples courants sont les cônes, les cylindres et les plans. De nombreuses projections cartographiques courantes sont classées en fonction de la surface de projection utilisée : conique, cylindrique ou plane. Une projection de Mercator est créée à l'aide d'un cylindre tangent à l'équateur. Une projection Mercator transverse est créée à l'aide d'un cylindre tangent à un méridien sélectionné. Figure 3 : Projection Transverse Mercator Les projections cartographiques sont conçues à des fins spécifiques. Une projection cartographique peut être utilisée pour des données à grande échelle dans une zone limitée, tandis qu'une autre est utilisée pour une carte à petite échelle d'une zone beaucoup plus grande Projection Mercator transverse universelle Le système de coordonnées Universal Transverse Mercator (UTM) est une méthode basée sur une grille de spécifier des emplacements à la surface de la Terre. Le système UTM n'est pas une projection cartographique unique. Le système utilise à la place une série de soixante zones de longitude, dont chacune est basée sur une projection Mercator transversale spécifiquement définie. La projection utilise un cylindre transversal, sécant à la surface de référence, comme le montre la figure. Page 12 sur 41

13 Le système UTM divise la surface de la Terre entre la latitude 80 S et la latitude 84 N en 60 zones, chacune s'étendant sur 6 de longitude. Chaque zone a son propre méridien central. La zone 1 est délimitée par la longitude 180 à 174 W et est centrée sur le 177e méridien ouest. La numérotation des zones augmente vers l'est. Figure 4 : Un cylindre sécant en position transversale Figure 5 : La grille UTM Effet de l UTM sur les propriétés métriques Les distorsions causées par la projection UTM sur les différentes propriétés métriques sont décrites ci-dessous : Forme : Les petites formes sont représentées avec précision. Pour les formes plus grandes, dans chaque zone UTM, il y a une distorsion minimale. Zone : Il y a une distorsion minimale dans chaque zone UTM. Direction : Les angles locaux sont vrais. Distance : L'échelle est constante le long du méridien central. Un facteur d'échelle de est utilisé pour réduire la distorsion latérale dans chaque zone. Avec ce facteur d'échelle, les lignes situées à 180 km à l'est et à l'ouest et parallèles au méridien central ont un facteur d'échelle de un. Page 13 sur 41

14 Limites de l'UTM La projection UTM est capable de cartographier une région de grande étendue nord-sud avec une faible distorsion. Il est conçu pour une erreur d'échelle ne dépassant pas 0,1 pour cent dans chaque zone. En utilisant des zones étroites de 6 longitudes (668 km à l'équateur) de largeur et la surface de la carte sécante, la quantité de distorsion est maintenue en dessous de 1 partie sur 1 000 à l'intérieur de chaque zone. Il y a deux lignes standard, ou lignes d'échelle réelle dans chaque zone, situées à environ 180 km de chaque côté et à peu près parallèlement au méridien central. Le facteur d'échelle est inférieur à 1 à l'intérieur de ces lignes et supérieur à 1 à l'extérieur de ces lignes, mais la distorsion d'échelle globale à l'intérieur de toute la zone est minimisée. Figure 6 : Distorsions d'échelle dans UTM 2.3 Systèmes de coordonnées verticales Un système de coordonnées verticales (VCS) définit un système de référence pour mesurer les valeurs de hauteur ou de profondeur. Une partie importante d'un VCS est son unité de mesure, qui est toujours linéaire (par exemple, les mètres). Selon que les valeurs z représentent des hauteurs (élévations) ou des profondeurs, la direction de l'axe z est positive vers le haut pour les élévations ou vers le bas pour les profondeurs. Dans la figure ci-dessous, il existe deux systèmes de coordonnées verticales : le niveau moyen de la mer et la moyenne des basses eaux. Le niveau moyen de la mer est utilisé comme niveau zéro pour les valeurs de hauteur. L'étiage moyen est utilisé comme niveau zéro pour les valeurs de profondeur. Figure 7 : Système de coordonnées verticales Page 14 sur 41

15 Une valeur z est indiquée pour le système du niveau moyen de la mer basé sur la hauteur. Tout point qui tombe en dessous de la ligne du niveau moyen de la mer, mais qui y est référencé, aura une valeur z négative. Deux valeurs z sont indiquées pour le système d'étiage moyen. Étant donné que le système d'étiage moyen est basé sur la profondeur, les valeurs z indiquées sont positives. Tout point qui tombe au-dessus de la ligne de basse mer moyenne, mais qui y est référencé, aura une valeur z négative Géoïde Le géoïde est la surface équipotentielle du champ de gravité terrestre qui correspond le mieux, au sens des moindres carrés, à la moyenne globale de la mer niveau. La surface coïnciderait exactement avec la surface océanique moyenne de la Terre, si les océans étaient en équilibre, et s'étendrait à travers les continents avec des canaux étroits. Il est décrit comme la véritable figure physique de la Terre, contrairement à la figure géométrique idéalisée d'un ellipsoïde de référence. Etant une surface équipotentielle, le géoïde est par définition une surface à laquelle la force de gravité est partout perpendiculaire. Comme la masse de la Terre n'est pas uniforme, la direction de la gravité change et, par conséquent, la forme du géoïde est irrégulière. En raison des changements non périodiques du niveau de la mer (comme une élévation persistante du niveau de la mer, par exemple), le "niveau moyen de la mer" change dans le temps, et donc le géoïde change également dans le temps. Le géoïde est influencé par la composition de la terre, il peut donc avoir des discontinuités dans sa pente. Cela signifie que la surface est une surface analytique par opposition à une surface mathématique comme un ellipsoïde Hauteur du géoïde La hauteur orthométrique (H) d'un point sur la surface de la Terre est la distance entre la surface de référence du géoïde et le point, mesurée le long du fil à plomb , normal au géoïde. Les hauteurs d'ellipsoïde (h) sont référencées par rapport à un ellipsoïde de référence. La hauteur d'ellipsoïde d'un point est la distance entre l'ellipsoïde de référence et le point, mesurée le long de la ligne qui est normale à l'ellipsoïde. Au même point de la surface de la terre, la différence entre la hauteur de l'ellipsoïde et la hauteur orthométrique est définie comme la hauteur du géoïde (N). La surface de référence qui est partout plane est le géoïde. Pour s'assurer que la hauteur relative de deux points A et B indique correctement le gradient entre eux, la hauteur doit être mesurée comme la distance entre le sol et le géoïde, et non l'ellipsoïde. Cette mesure est appelée « hauteur orthométrique ». Dans la figure suivante : h = hauteur ellipsoïdale, mesurée à partir de l'ellipsoïde le long de la perpendiculaire passant par le point H = hauteur orthométrique, mesurée le long de la direction de la gravité à partir du plan de référence vertical au géoïde N = hauteur du géoïde, hauteur du géoïde au-dessus de l'ellipsoïde Page 15 sur 41

16 Figure 8 : Mesures de hauteur La relation entre la hauteur de l'ellipsoïde h et la hauteur orthométrique H est : h = H + N, où N est la séparation géoïde-ellipsoïde. Le géoïde étant une surface complexe, N varie de manière complexe en fonction de la latitude et de la longitude. Une table de consultation de N pour une latitude et une longitude particulières est appelée un modèle du géoïde. Un modèle de géoïde est nécessaire pour convertir la hauteur de l'ellipsoïde en hauteur orthométrique et vice-versa. La hauteur calculée par les récepteurs GPS est la hauteur ellipsoïdale. Pour afficher la hauteur orthométrique, les récepteurs GPS stockent une table de consultation des valeurs de séparation du géoïde. Malheureusement, en raison de contraintes de stockage sur le récepteur GPS, ces séparations du géoïde ne sont pas les plus précises. La plupart des systèmes de coordonnées verticales sont géoïdes. Un système de coordonnées verticales géoïdales n'est souvent que faiblement connecté à un système de coordonnées géographiques particulier. Tout système de coordonnées verticales particulier peut être utilisé avec différents systèmes de coordonnées horizontales. Un VCS géoïdal peut définir son point zéro par le biais d'un niveau moyen de la mer local ou d'un point de repère. Le niveau moyen de la mer variera à différents endroits en raison de la topographie, des effets atmosphériques, etc. Un VCS géoïde inclura un système de référence vertical dans le cadre de sa définition. Un VCS ellipsoïdal définit des hauteurs référencées à l'ellipsoïde d'un GCS. Une unité GPS rapporte nativement les hauteurs par rapport à l'ellipsoïde WGS84. Un modèle de géoïde embarqué dans l'unité GPS convertit les hauteurs ellipsoïdales en élévations de géoïde. Une hauteur ellipsoïdale est une quantité géométrique et n'a pas de sens physique, car l'ellipsoïde d'un système de coordonnées géographiques peut tomber au-dessus ou au-dessous de la surface terrestre réelle. Les hauteurs ellipsoïdales d'une zone peuvent ne pas refléter le mouvement dû à la gravité, c'est-à-dire l'écoulement de l'eau. L'eau peut s'écouler vers le haut lorsque vous travaillez avec des hauteurs ellipsoïdales. Page 16 sur 41

17 Un VCS avec des hauteurs ou des profondeurs référencées par rapport à l'ellipsoïde inclura une référence plutôt qu'une définition de référence verticale. Page 17 sur 41

18 3 Système de référence spatiale d'Abou Dhabi Le système de référence spatiale (SRS) d'Abou Dhabi est un système de coordonnées national cohérent qui spécifie la latitude, la longitude, la hauteur, l'échelle, la gravité et l'orientation dans tout l'émirat d'Abou Dhabi, ainsi que la façon dont ces valeurs changent avec le temps. The SRS consists of the following components: A consistent, accurate, and up-to-date national shoreline GPS Reference Station Network, a set of Continuously Operating GPS Reference Stations A network of permanently marked geodetic control points A set of accurate models describing dynamic geophysical processes affecting spatial measurements The SRS provides a highly accurate, precise, and consistent geographic reference framework throughout the Emirate. It is a key foundation for the AD- SDI. 3.1 Coordinate System for Land Area The parameters that define the coordinate systems for the land area in Abu Dhabi are provided below: Table 1: Abu Dhabi Spatial Reference System Measurement Framework Unit of Measurement Measurement System Properties Spherical: Geographic Coordinate System (GCS) Longitude and Latitude Projected: Universal Transverse Mercator (UTM) Zones 39N and 40N Easting and Northing Angular: Decimal degrees Linear: Meters Ellipsoid: WGS84 Horizontal Datum: WGS84 (ITRF2000.0) Vertical Datum: Ras Ghumays Ellipsoid: WGS84 Horizontal Datum: WGS84 (ITRF2000.0) Vertical Datum: Ras Ghumays Page 18 of 41

19 Abu Dhabi Emirate falls in UTM Zones 39N and 40N. Al Gharbia Municipality has 75% area in Zone 39N and 25% area in Zone 40N. Abu Dhabi Municipality has 3.5% area in Zone 39N and 96.5% area in Zone 40N. Al Ain Municipality is completely in Zone 40N. Figure 9: Emirate of Abu Dhabi spans UTM Zones 39N and 40N Table 2: UTM Parameters Zone False Easting (meters) False Northing (meters) Longitude of Central Meridian Latitude of Grid Origin Scale Factor at Central Meridian West Edge of Zone East Edge of Zone UTM 39N UTM 40N False easting is a linear value applied to the origin of the x coordinates. Page 19 of 41

20 False northing is a linear value applied to the origin of the y coordinates. Longitude of Central meridian origin defines the origin of the x coordinates. Latitude of origin defines the origin of the y coordinates. Table 3: WGS84 Ellipsoid Parameters Semi-major axis Semi-minor axis a = meters b = meters Flattening f = 1/ Coordinate System for Sea Area A vertical coordinate system has an associated vertical datum. The zero point of the vertical axis is defined by a surface that has meaning for the purpose for which the associated vertical measurements are used. For hydrographic charts, this is often a predicted nominal sea surface (that is, without waves or other wind and current effects) which occurs at low tide. An example is the Lowest Astronomical Tide (LAT). The Vertical Datum used in Abu Dhabi for producing nautical charts is the LAT. This is the zero value from which all tides and depths are measured. LAT has been calculated as the lowest possible tide that could occur due to astronomical influences - therefore a negative tide which falls below 0 m (zero meters) should be a rare occurrence. The horizontal datum for all nautical charts is WGS84. In order to make the marine geospatial data of Abu Dhabi interoperable with the other FGDS data sets, there is a plan to make the land-based Ras Ghumays vertical datum homogeneous with the marine areas. This homogenization will facilitate: Bathymetry mapping seamless with Topography mapping More efficient collection of hydrographic data Ellipsoidal heights to be used for marine navigation Exploitation of new remote sensing technologies Automated extraction of shoreline 4 Geospatial Positioning Accuracy Positional accuracy is defined as the location accuracy of features in the geospatial data as measured horizontally and vertically. Positional accuracy tells us that when we see a feature on the map, there is known probable location within certain limits. For example, if the stated horizontal positional accuracy for geospatial data is +/- 20 cm, the true location of that feature on the ground will be within 20 cm of the location given on the map. The same applies to vertical positional accuracy. If the stated vertical positional accuracy were stated to be +/- 30 cm, then the height of the feature will be within 30 cm of the true vertical position on the ground. Accuracy standards require stated accuracy to be within a 95% Page 20 of 41

21 confidence level, meaning that of the points tested, 95% should fall within the stated accuracy. 4.1 Accuracy Standard All spatial data activities should develop a classification scheme following the standard given below. The standard for reporting positional accuracy is defined for horizontal and/or vertical coordinates, depending on the characteristics of the data sets. The reporting accuracy standard should be defined in metric units. Horizontal: The reporting standard in the horizontal component is the radius of a circle of uncertainty, such that the true or theoretical location of the point falls within that circle 95% of the time. Vertical: The reporting standard in the vertical component is a linear uncertainty value, such that the true or theoretical location of the point falls within +/- of that linear uncertainty value 95% of the time. The method used to evaluate accuracy should be described. Examples include statistical testing, least squares adjustment results, comparison with values of higher accuracy, repeat measurements, estimation, etc. The accuracy standard for point data in each part of the document will identify the type of application and if applicable, the accuracy level recommended for that application. 4.2 Positional Accuracy Specifications Because geospatial data can be easily manipulated and reproduced at multiple scales and output formats, a statistical and testing methodology is specified for estimating the positional accuracy of points on maps and in digital geospatial data. This methodology uses Root Mean Square Error (RMSE) as a metric for positional accuracy of geospatial data. RMSE is defined as the square root of the average of the set of squared differences between dataset coordinate values and coordinate values from an independent source of higher accuracy for identical points. The accuracy standard recommends that at least 20 well-defined test points be tested. Welldefined test points are points in the geospatial data that can be easily identified on the map and the ground. Using 20 points, a 95% confidence level allows one point out of the 20 to fail the parameters of the set accuracy specifications. This technique also calls for use of an independent source of higher accuracy for the geospatial data to be tested by. Absolute and Relative Accuracies Absolute or external accuracy is the closeness of reported coordinate values to values accepted as or being true. Relative or internal accuracy is the closeness of the relative positions of features within a dataset. The relative positional accuracy is the positional accuracy of one feature relative to another feature in the same dataset at the 95% confidence level. This relative positional accuracy should be half of the absolute positional accuracy. Page 21 of 41

22 This is different from the relative positional accuracy of a feature in one data set with respect to a feature in another dataset, as in the case of a utility feature (a fire hydrant) relative to a basemap feature (its distance from a building). For example, the location of a water utility feature such as a fire hydrant or a valve may be determined in relation to its distance from a building or from a road edge. The relative positional accuracy, say of utility features relative to the basemap features, should be better than the absolute positional accuracy of basemap features. Positional Accuracy for Orthoimagery For orthoimagery, it should register with surface data to allow for 3D visualization and to facilitate co-registration of vector data having comparable or better accuracy than the imagery. Orthoimagery should register with data overlays having a relative precision to within one to three ground resolution elements. Absolute spatial accuracy specified for orthoimagery in populated regions is two ground resolution elements horizontally and twice this level vertically, with accuracy in rural areas up to twice these levels. The positional accuracy of well defined objects scattered over the image surface shall be 1.5 times the positional accuracy in the vector data of the same quality range (FGD-A or FGD- B). The relative positional accuracy of the orthoimagery to the vector map shall be 0.5 times the accuracy in the vector data of the same quality range (FGDA or FGD-B). The accuracy is measured as a Root Mean Squared Error (RMSE). First, the distance between the position of features in the orthophoto and the ground survey is measured. The RMSE is calculated by squaring the discrepancies, averaging the squared values, and taking the square root of that average. 4.3 Accuracy Standards for Geodetic Networks The standards for Geodetic Networks have the following characteristics: There are two accuracy standards, namely, Local accuracy (for adjacent points) and Network accuracy (relative to CORS) The accuracy standards are specified in numeric quantities, in units of cm (or mm). Both accuracy standards are relative accuracy measures and do not use distance dependent expression. The accuracies are specified separately for horizontal, ellipsoidal, and orthometric height. The Horizontal accuracies are radius of 2-D 95% error circle and the Ellipsoidal/Orthometric Height accuracies are 1-D (linear) 95% error. Local Accuracy: The local accuracy of a control point is a number, expressed in centimeters, that represents the uncertainty, at the 95% confidence level, in the coordinates of this control point relative to the coordinates of other directly connected, adjacent control points. The reported local accuracy is an approximate average of the individual local accuracy values between this control point and other observed control points used to establish the coordinates of the control point. Extremely high or low individual local accuracies are not considered in computing the average local accuracy of a control point. Page 22 of 41

23 Network Accuracy: The network accuracy of a control point is a number, expressed in centimeters, that represents the uncertainty in the coordinates, at the 95% confidence level, of this control point with respect to the geodetic datum. For network accuracy classification, the datum is considered to be best expressed by the geodetic values at the GRS network. By this definition, the local and network accuracy values at the GRS network sites are considered to be infinitesimal, i.e., to approach zero. These Geodetic Accuracy standards are distinctive for the following reasons: This is both a local accuracy standard AND a network accuracy standard. Both are stated as numeric quantities in centimeters or millimeters. The standards do NOT use distance dependent expression. The standards define separate accuracy measures for horizontal, ellipsoid height, and orthometric height. Local and network accuracies are computed for all points (new, old, benchmarks, terrestrial, GPS ). Accuracy bands or ranges are provided for specifications, and NOT for standards. Geodetic Network accuracy is specified with respect to CORS sites. The Local accuracy is an average of observation accuracy to directly connected points. Individual observational accuracies are provided for each directly connected point in a box score. Vertical accuracy is at linear (1-D) 95% confidence level. Horizontal accuracy is at 2-D, 95% circular error confidence level. Network accuracies for new survey points from adjustments with weighted constraints at the old points. Weights of constraints use published 1-sigma network accuracies of old control. 4.4 Accuracy Reporting Spatial data may be compiled to comply with one accuracy value for the vertical component and another for the horizontal component. If a dataset does not contain elevation data, label for horizontal accuracy only. Conversely, when a dataset, e.g. a gridded digital elevation dataset or elevation contour dataset, does not contain well-defined points, label for vertical accuracy only. A dataset may contain themes or geographic areas that have different accuracies. Below are guidelines for reporting accuracy of a composite dataset: If data of varying accuracies can be identified separately in a dataset, compute and report separate accuracy values. If data of varying accuracies are composited and cannot be separately identified AND the dataset is tested, report the accuracy value for the composited data. Page 23 of 41

24 If a composited dataset is not tested, report the accuracy value for the least accurate dataset component. Positional accuracy values shall be reported in ground distances. The number of significant places for the accuracy value shall be equal to the number of significant places for the dataset point coordinates. Accuracy reporting in ground distances allows users to directly compare datasets of differing scales or resolutions. A simple statement of conformance (or omission, when a map or dataset is nonconforming) is not adequate in itself. Measures based on map characteristics, such as publication scale or contour interval, are no longer adequate when data can be readily manipulated and output to any scale or to different data formats. For digital geospatial data, report the accuracy value in digital geospatial metadata, as appropriate to dataset spatial characteristics: (Data_Quality_Information/Positional_Accuracy/Horizontal_Positional_Accuracy/Ho rizontal_positional_accuracy_assessment/horizontal_positional_accuracy_value) and/or (Data_Quality_Information/Positional_Accuracy/Vertical_Positional_Accuracy/Verti cal_positional_accuracy_assessment/vertical_positional_accuracy_value) Part 2, Data Quality Information, of Metadata Content Standard adopts five elements of data quality: lineage, positional accuracy, attribute accuracy, logical consistency, and completeness. Consequently, positional accuracy reported according to Geospatial Positioning Accuracy Standards will be encoded in Metadata. ISO Technical Committee (TC) 211 Geographic Information/Geomatics Standards ISO Standard , Geographic Information - Quality Principles defines a data quality model and identifies positional accuracy as a data quality element and various sub-elements of positional accuracy. It provides a means of measuring how well the data set maps geospatial phenomena according to its product specification. ISO Standard , Geographic Information - Quality - Evaluation Procedures provides data quality evaluation models for both data producers and data users. The procedures are used to determine data quality results consistent with the data quality model defined by ISO Standard They establish a framework to report data quality results in metadata and when necessary, in a separate data quality report. 4.5 Scale and Level of Detail With the availability of digital geospatial data, the map-dependent measures of accuracy, such as publication scale and contour interval, are not fully applicable since the data can be readily manipulated and output to any scale. Although digital data is scale independent, scale is still an important issue for both data producers and users and so needs to be addressed in data specifications by identifying the Levels of Detail (LOD) or scale resolution: large scale, medium scale, and small scale. FGDS data sets are consistent to the scale or pixel size - resolution - used to represent the features contained within each dataset. Although some of the smaller scales and resolutions may represent data that have been generalized from a more Page 24 of 41

25 detailed source, in most cases these terms are used to reflect the relative level of source detail from which the data are captured, sensed, or generated. The terms larger scale or higher resolution will invariably be used to reflect a greater level of detail and smaller scale, a relatively larger area and less detail. Spatial features become more detailed with increasing LOD regarding both their geometry and thematic differentiation. The process of generalization of features at higher LOD allows the representation of aggregated features over smaller scales. Table 4: Positional Accuracy Specifications for Different Products Area Type Area 1 (City) Area 2 (Township) Area 3 (Agricultural) Area 4 (Desert & Mountain) Description Developed areas with multiple highrise buildings, new development areas, Township, villages, settlements, industrial areas, and defined development areas Farm land, scattered populated areas, and areas with scattered Desert areas with little or no population, or Mountainous areas and areas of special importance buildings Level of Detail Very high High Medium Low Raw Imagery GSD Nominal Photo Scale Vector Data Std. Dév. (X,Y) Std. Dev.(Height) DEM Data Spot Heights Other Points Orthoimagery GSD Positional Accuracy Aerial 8 cm Aerial 16 cm Satellite 50 cm Satellite 1 m >= 1:5,000 >= 1:10,000 NA NA < 0.20 m < 0.25 m < 1.10 m < 1.10 m < 0.30 m < 0.35 m < 1.50 m < 1.50 m < 0.25 m < 0.35 m < 1.50 m < 1.50 m < 0.35 m < 0.45 m < 2.50 m < 2.50 m 10 cm 20 cm 50 cm 1 m < 0.30 m < < 1 m < 2 m Page 25 of 41

26 5 Appendix A: Reference Frames A spatial reference frame refers to a coordinate system or set of axes by which we can measure the position, the orientation, and other properties of objects in it. A Spatial Reference Frame is the physical realization of a Spatial Reference System. It is usually a network of monumented points established using geodetic survey techniques. The frame is defined using the published coordinates. New realizations and versions of the frame are developed as technology evolves. There are two main reference frames commonly used in the world today: International Terrestrial Reference Frame (ITRF) determined by the International Association of Geodesy (IAG) WGS84 reference frame, computed by US Department of Defense The ITRF is important to us for two reasons. Firstly, we can use ITRF stations equipped with permanent GPS receivers as reference points of known coordinates to precisely coordinate our own GPS stations, using GPS data downloaded from the Internet. Secondly, we can obtain precise satellite positions in the ITRF2000 Terrestrial Reference Frame (TRF), which are not subject to the deliberate degradation of selective availability. The International GPS Service on the Internet provides both these vital geodetic services free. 5.1 International Terrestrial Reference Frame (ITRF) The ITRF is an alternative realization of WGS84 Reference Frame that is produced by International Earth Rotation Service (IERS). It includes many more stations than used in other realizations - more than 500 stations at 290 sites all over the world. Four different space positioning methods contribute to the ITRF: Very Long Baseline Interferometry (VLBI), Satellite Laser Ranging (SLR), GPS and Doppler Ranging Integrated on Satellite (DORIS). Each has strengths and weaknesses - their combination produces a strong multi-purpose Terrestrial Reference Frame (TRF). ITRF was created by the civil GPS community, quite independently of the US military organizations. Each version of the ITRF is given a year code to identify it - the current version is ITRF2005. UAE uses ITRF2000. ITRF is simply a list of coordinates (X Y and Z in meters) and velocities (dx, dy and dz in meters per year) of each station in the TRF, together with the estimated level of error in those values. The coordinates relate to the time to obtain the coordinates of a station at any other time, the station velocity is applied appropriately. This is to cope with the effects of tectonic plate motion. ITRF2000 is available as a SINEX format text file from the IERS Internet web site ( The datum realized by the ITRF is actually called ITRS (International Terrestrial Reference System) rather than WGS84. There used to be a difference between the two, but they have been progressively brought together and are now so similar that they can be assumed identical for almost all purposes. Because the ITRF is of higher quality than the military WGS84 TRF, the WGS84 datum now effectively takes its definition from ITRS. Therefore, although in principle the broadcast TRF is the principal realization of WGS84, in practice Page 26 of 41

27 ITRF has become the more important Terrestrial Reference Frame because it has proven to be the most accurate global TRF ever constructed. 5.2 International Terrestrial Reference System (ITRS) The International Terrestrial Reference System (ITRS) constitutes a set of prescriptions and conventions together with the modeling required to define origin, scale, orientation and time evolution of a Conventional Terrestrial Reference System (CTRS). The ITRS is realized by the International Terrestrial Reference Frame (ITRF) based upon estimated coordinates and velocities of a set of stations observed by Very Long Base-Line Interferometry (VLBI), LLR, GPS, Satellite Laser Ranging (SLR), and DORIS. The ITRS Centre is responsible for the maintenance of ITRS and ITRF, including network coordination. ( Precise geodetic measuring techniques for long base lines use, for example, Satellite Laser Ranging (SLR) and Very Long Base-Line Interferometry (VLBI) as well as differential GPS measurement. Techniques available guarantee a precision of 1-3 cm over distances up to about 5000 km. Global networks of such stations are observing continuously. Since 1987, a new International Earth Rotation Service (IERS), based in Paris, France, is operating making use of these observations and producing every year a new global set of x, y, z- coordinates. The ITRS is maintained by the IERS and the realization of the ITRS is the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). In 2003, IERS was renamed to International Earth Rotation and Reference Systems Service. Plate tectonic movement was incorporated in that coordinate system using results of recent measurements and a global geophysical model. Thus, it is a model with changing coordinates due to movements of tectonic plates on which the ground stations are located. However, this reference system provides the fundamental position of the Earth to within 10 cm and the orientation of the axes to correspondingly high accuracies. While WGS 84 is fixed, the maintenance of a datum at the higher level of accuracy of the ITRS requires constant monitoring of the rotation of the Earth, the motion of the pole and the movement of the plates of the crust of the Earth, on which the ground stations are located. 5.3 Alignment of WGS84 Reference Frame with ITRF Reference Frame The WGS84 Reference Frame has been refined on several occasions since its inception and is now aligned with the ITRF at the level of a few centimeters*. For most people it is impossible to obtain a WGS84 position with an accuracy of better than a few meters, but it is now relatively easy to obtain ITRF positions with an accuracy of a few centimeters using GRS network. If accurate WGS84 positions are required, it is best to use ITRF positions. The WGS84 (G1150) Reference Frame, after the adjustment of a best fitting 7-parameter transformation and accounting for epoch differences (ITRF2000 is referenced to epoch ), comp Page 27 of 41

28 ared to ITRF2000 shows a RMS difference of one centimeter per component. This indicates that these two reference frames are essentially identical with differences being statistically insignificant for most applications. The main difference between ITRF and WGS84 reference frameworks is the choice of fixed stations used in their adjustments. The difference between ITRF 2000 and WGS84 is very small, generally less than 10 millimeters. The original WGS84 was realigned to ITRF by shifting and reorienting, to achieve greater accuracy and stability, as well as to be compatible with internationally adopted ITRF. The estimated accuracy of WGS84 Reference Frame compared to ITRF is shown in RMS difference per component. Table 5: WGS84 Alignment with ITRF Version Aligned With Implemented On Estimated Accuracy WGS84 (G1150) ITRF January cm WGS84 (G873) ITRF94 29 January cm WGS84 (G730) ITRF91 29 June cm The G indicates that GPS measurements were used to obtain the coordinates. The number following the G indicates the GPS week number of the week during which the coordinates were implemented in the GPS precise ephemeris estimation process. ITRF is an Earth-centered datum, with origin at the earth s centre, and tied to the earth s polar axis. Hence, coordinates of all points on the earth s surface slowly change over time as the continents drift in different directions. The epoch or time attached to an ITRF coordinate means these were the coordinates of the point on this specific day. ITRF is the standard datum used by the world s scientific community, as it is the only system that ties together coordinates in different countries into one unified system. The WGS-84 datum used by the GPS system itself is also regularly updated in order to minimize the difference between it and ITRF. This was last done in early The current offset between WGS-84 and ITRF2000 (Current Epoch) is around a couple of centimeters. Generally, for most non- precision applications using GPS this error is of no consequence. It may be noted that the ITRF2005 datum was introduced in February The real-world difference between ITRF2000 and ITRF2005 is in the order of 10-15mm. * Addendum to NIMA TR : Implementation of the World Geodetic System 1984 (WGS84) Reference Frame G1150 Page 28 of 41

29 6 Appendix B: Geodetic Reference Systems If we are to give an object an unequivocal mathematical position on Earth, a geodetic reference frame is needed. This is an affine reference frame whose centre is close to that of Earth s masses, its first two axes being in the equatorial plane and the third near the polar axis. Thus every point on the Earth s surface can be given coordinates in this reference frame its concrete, digital form is called a geodetic system. 6.1 Geodetic Control Geodetic Control is a set of points on the surface of the Earth, the positions of which have been accurately determined using surveying and computing techniques that take into account the Earth s curvature, topography, gravity field and atmosphere. Geodetic control points are usually permanent physical monuments placed in the ground and precisely marked, located, and documented. However, a suitable natural or manmade feature may also serve as the physical point. The positions of geodetic control points are described by geodetic coordinates. Geodetic control points are usually related to each other through the development of a geodetic control network that serves as the foundation for map and survey data registration and integration. 6.2 Geodetic Control Survey Geodetic control surveys are usually performed to establish a basic control network (framework of known point locations) from which supplemental surveying and mapping work is performed. Geodetic network surveys are distinguished by use of redundant, interconnected, permanently monumented control points that comprise the framework for the Spatial Reference System of Abu Dhabi. Geodetic control provides a common reference system for establishing coordinates for all geographic data. All AD-SDI FGDS data and users applications data require geodetic control to accurately register spatial data. The Spatial Reference System is the fundamental geodetic control for Abu Dhabi Emirate. 6.3 GRS Network of Abu Dhabi The GPS Reference Stations Network (GRS Network) for Abu Dhabi Emirate was established in 2008 and covers the whole Abu Dhabi emirate. It consists of 20 reference stations that are continuously operating. The separating distances between stations (baseline lengths) range between 60 km to 209 km. The figure illustrates the network distribution and separating distances between stations. The stations send their raw GNSS data (both GPS and GLONASS) through dedicated communications line to the main processing centre, located in Abu Dhabi Municipality. The control centre monitors the reference stations, processes the data, generates corrections, and handles communications with users. Page 29 of 41

30 Figure 10: GRS Network of Abu Dhabi Emirate Three stations from a similar system of Dubai Municipality are connected to GRS Network to increase data redundancy and to maintain homogeneity of the reference system within these two Emirates. For GRS Network establishment, Leica Geosystems dual frequency GPS receivers are used with Leica choke-ring antennas. The GRS system works using Leica GNSS Spider Software as well as Geo++ Software as system back up. GRS Network is computed and adjusted in the ITRF and ITRF by a reputable international organization using Bernese GPS Software Version 5.0. The computation was made using 10 nearest (radius up to 4000 km) IGS stations. These results of network computation are of high precision and reliability. A relative accuracy of 10 mm horizontally and 15 mm vertically is achieved, although this also depends on actual monument stability. The GRS Network provides Real Time Kinematic GPS services around the clock for all customers based on a free-of-charge subscription (subject to be change any time). The GRS Network is also equipped with Leica SpiderWeb software, which allows provision of additional services such as a constant overview of file availability and data quality, as well as RINEX file upload for automatic coordinate computation in post processing mode for remote users. Estimated positional accuracy of points surveyed using the RTK service is about 3-5 cm depending on the location of points, distance from the stations and the observation technique used. The data of GPS observations in RINEX format is available for all the stations and can be downloaded for post processing computation of GPS observations. The GRS Network removes the issue of network design from the user s domain. Instead, data from permanent GPS networks are available, thus enabling a user to simply add in an unknown point to the existing network. From an operational point of view, this approach represents a significant saving in time and costs to the user. The need for a second reference receiver is eliminated, as is the necessity of physically occupying a wide array of reference Page 30 of 41


2. Conformance

Conformance with this standard shall be checked using all the relevant tests specified in Annex A (normative) of this document. Annex B presents the different RELAX-NG schemas for the OpenSearch Description and the Atom Response Documents. The framework, concepts, and methodology for testing, and the criteria to be achieved to claim conformance are specified in the OGC Compliance Testing Policies and Procedures and the OGC Compliance Testing web site[1].

In order to conform to this OGC™ interface standard, a software implementation shall choose to implement any one of the conformance classes specified in Table 1. The implementation can be validated with the conformance test defined in Annex A (normative). An implementation candidate to conformance shall minimally pass all applicable tests specified in the Abstract Test Suite belonging to core conformance class (minimal support).


Voir la vidéo: Obtenir linformation contenue dans les métadonnées des fichiers (Octobre 2021).