Gli standard sono un elemento chiave dei principi FAIR di reperibilità, accessibilità, interoperabilità e riutilizzabilità. Per questo motivo, l'Open Geospatial Consortium (OGC) supporta i principi FAIR per le informazioni geospaziali sin dalla sua fondazione, 30 anni fa.
In seguito alla più recente codificazione dei principi FAIR, il crescente riconoscimento del loro potenziale per migliorare la produzione, l'archiviazione, lo scambio e l'elaborazione dei dati li sta vedendo utilizzati per supportare e migliorare i recenti sviluppi tecnologici come l'intelligenza artificiale, il crowdsourcing, gli spazi dati, i gemelli digitali, il cloud computing e oltre. Questo post del blog, pertanto, offre una panoramica di standard e componenti OGC selezionati che supportano la FAIRness nei dati geospaziali.
All'interno dell'intera suite di standard OGC, possiamo distinguere in generale due tipi di standard: standard di formato e trasferimento dati che facilitano lo scambio di dati tra sistemi; e standard di interoperabilità semantica che supportano una comprensione comune del significato dei dati. Ad esempio, gli standard OGC che definiscono formati di informazioni geometriche interoperabili, come 3D Tiles, GML, GeoPackage, GeoTiff, o KML, sostenere l'equità facilitando l'accesso e il riutilizzo dei dati.
Standard di comunicazione
Iniziare con OGC Web Map Service (WMS) 1.0 nel 2000, la suite di standard di servizi Web OGC è cresciuta fino a diventare la suite di standard più popolare e di successo di OGC. I servizi che implementano gli standard di servizi Web OGC danno accesso a diversi tipi di dati tramite il Web. La maggior parte dei servizi Web OGC fornisce istruzioni su come pubblicare un messaggio o creare un URL di query che dia accesso ai dati dietro il servizio. L'URL contiene un'azione da eseguire e parametri per modificare l'azione e specificare la forma del risultato.
Sebbene perfettamente funzionali, gli standard OGC per i servizi web non seguono completamente le pratiche moderne del Web. In particolare, non si concentrano sulle risorse, bensì sulle operazioni. Per ovviare a questo problema, l'OGC sta evolvendo i servizi web OGC nelle API OGC : API web aperte che definiscono le risorse e utilizzano metodi HTTP per recuperarle. Ogni API OGC ha funzionalità diverse, come spiegato di seguito.
Standard di comunicazione per la ricerca dei dati
Il Catalog Service for the Web (CSW ) è un servizio Web OGC che offre la possibilità di interrogare una raccolta di metadati e trovare i dati o i servizi richiesti dall'utente. L'implementazione di un CSW (ad esempio un'istanza di GeoNetwork ) è un modo per conformarsi al sottoprincipio FAIR " F4. I (metadati) sono registrati o indicizzati in una risorsa ricercabile " . Il CSW è compatibile con Dublin Core e con i documenti di metadati ISO 19115. Una caratteristica interessante di GeoNetwork è la sua capacità di memorizzare allegati ai metadati. Ciò consente di archiviare i dati effettivi come allegati e di collegarli alla sezione di distribuzione di un documento ISO 19115. Questo garantisce non solo la reperibilità dei metadati, ma anche la reperibilità dei dati. Nel progetto Open Earth Monitor (OEMC) , il CSW può essere utilizzato efficacemente per archiviare i metadati relativi ai dati in situ e ad alcuni risultati dei progetti pilota, rendendoli reperibili sul Web. I dati originali di telerilevamento sono disponibili tramite un catalogo di risorse spazio-temporali (STAC).
L' OGC API – Records Standard è un'alternativa al CSW che utilizza la suddetta architettura orientata alle risorse. Assegna un URL a ogni singolo record di metadati/dati memorizzato nel catalogo, rendendolo conforme al sottoprincipio FAIR " F1. Ai metadati viene assegnato un identificatore univoco e persistente a livello globale " . L'OGC API – Records Standard è ancora in fase di bozza e gli autori si stanno adoperando per sfruttare le buone pratiche STAC e rendere i due standard compatibili.
Per garantire flessibilità, negli standard CSW e OGC API – Records, la registrazione di metadati non è obbligatoria, sebbene sia auspicabile in molti casi. Ciò è utile per migliorare la reperibilità dei dati, ma anche a fini di conservazione, nel caso in cui il dataset non sia più disponibile. Questo assicura la compatibilità con il sottoprincipio FAIR " A2. I metadati sono accessibili anche quando i dati non sono più disponibili " .
Standard di comunicazione per l'accesso ai dati
Migliori OGC Web Feature Service (WFS) e Web Coverage Service (WCS) dare accesso ai dati di funzionalità o copertura indipendentemente dal modello o dallo schema dei dati. Le implementazioni di questi servizi si basano su standard aperti che possono essere implementati gratuitamente. Ciò è conforme al sotto-principio FAIR "A1.1 Il protocollo è aperto, gratuito e universalmente implementabile.". È possibile ottenere l'intera risorsa o un sottoinsieme di essa in base a query spaziali o tematiche. Tuttavia, questi servizi si basano su un'architettura orientata ai servizi e non forniscono necessariamente un URI per ogni risorsa.
Il più nuovo OGC API – Features and API OGC – Coperture Gli standard, tuttavia, forniscono funzionalità simili con un'architettura orientata alle risorse. Forniscono un URI per ogni risorsa che espongono. Ciò rende il Standard API OGC, Nonché API di SensorThings, conforme al sotto-principio FAIR "A1. I (metadati) sono recuperabili tramite il loro identificatore utilizzando un protocollo di comunicazione standardizzato.". Sia i servizi Web OGC che le API OGC utilizzano il protocollo HTTP su Internet e possono avvalersi degli standard e delle pratiche correnti per l'autenticazione e l'autorizzazione, come OpenID Connect.
Tuttavia, l'architettura orientata alle risorse degli standard API OGC significa che sono meglio posizionati per adottare le best practice per l'autenticazione e l'autorizzazione. In questo paradigma, l'autorizzazione sulle risorse geospaziali può essere messa a punto per ogni URI di risorsa allo stesso modo di qualsiasi altra risorsa sul Web. Come tale, OGC API – Features, OGC API – Coverages e The Sensor Things API sono conformi al sottoprincipio FAIR “A1.2 Il protocollo prevede una procedura di autenticazione e autorizzazione, ove necessaria. "
Standard di interoperabilità semantica
L'ARCOBALENO DELL'OGC
Per supportare meglio il principio FAIR "Interoperabile" mentre applica l'interoperabilità semantica, OGC sta implementando OGC RAINBOW (in precedenza OGC Definitions Server) come fonte di informazioni accessibile tramite Web su concetti e vocabolari che OGC definisce o che le comunità chiedono a OGC di ospitare per loro conto. Applica i principi FAIR ai concetti chiave che sostengono l'interoperabilità nei sistemi che utilizzano specifiche OGC.
Il Registro OGC per gli identificatori accessibili di nomi e le ontologie di base per il Web (RAINBOW) è un server di dati collegati, pubblicato e gestito dall'OGC, utilizzato per gestire e pubblicare vocabolari di riferimento, definizioni standard con profili, ontologie e risorse. È concepito come un nodo in un ecosistema interoperabile di risorse pubblicate da diverse comunità. Supporta un ampio spettro di risorse e consente di ricavare maggiore valore dai dati. È accessibile all'indirizzo opengis.net/def.
OGC RAINBOW è implementato utilizzando i principi dei Linked Data che offrono una maggiore reperibilità, rendendolo conforme ai sotto-principi FAIR " F1. Ai metadati viene assegnato un identificatore univoco e persistente a livello globale " e " F4: I metadati sono registrati o indicizzati in una risorsa ricercabile ". L'accesso avviene tramite i protocolli HTTP su Internet, pertanto è conforme anche ai principi " A1. I metadati sono recuperabili tramite il loro identificatore utilizzando un protocollo di comunicazione standardizzato " e " A1.1 Il protocollo è aperto, libero e universalmente implementabile ".
L'insieme di concetti memorizzati in RAINBOW o in altri vocabolari può essere utilizzato da dati e metadati per conformarsi ai sotto-principi FAIR " I1. I (meta)dati utilizzano un linguaggio formale, accessibile, condiviso e ampiamente applicabile per la rappresentazione della conoscenza " e " I2. I (meta)dati utilizzano vocabolari che seguono i principi FAIR ".
Migliori OGC SensorThings API
Migliori OGC SensorThings API è uno standard aperto e libero che rispetta il sottoprincipio FAIR "A1.1 Il protocollo è aperto, gratuito e universalmente implementabile.” Incorpora un modello di dati che include due proprietà che consentono il collegamento agli URL per “unità di misura” e “proprietà osservate” (ad esempio riferimenti a definizioni di variabili) che lo rendono conforme al sottoprincipio FAIR “I2. I (Meta)dati utilizzano vocabolari che seguono i principi FAIR. " Tuttavia, altri servizi e API, come OGC API – Features and API OGC – Coperture, non specificano come ciò potrebbe essere realizzato in pratica, quindi è necessario lavorare ulteriormente in tal senso.
D'altro canto, le nuove API OGC utilizzano meccanismi di collegamento per connettere dataset, risorse e raccolte di risorse ad altre risorse per scopi diversi, rendendole conformi al sottoprincipio FAIR " I metadati includono riferimenti qualificati ad altri metadati ".
Allo stesso modo, il nuovo OGC SensorThings API più (STAplus) Standard include un elemento aggiuntivo denominato "Relazione" che consente di correlare un'osservazione ad altre osservazioni interne o esterne. Aggiunge inoltre un elemento denominato "Licenza" associato al flusso di dati o al gruppo di osservazione conforme al sottoprincipio FAIR "R1.1. I (met)dati vengono rilasciati con una licenza di utilizzo dei dati chiara e accessibile. " Inoltre, il modello di dati STA può essere esteso ad aree specifiche del dominio sottoclassificando alcune delle entità, come "Cosa" e "Osservazione", consentendogli di soddisfare il sottoprincipio FAIR "R1.3. I (met)dati soddisfano gli standard della comunità pertinenti al dominio. "
STAplus include numerose considerazioni per operazioni sicure e può supportare l'autenticazione e l'autorizzazione attraverso l'implementazione della logica di business, risultando conforme al sottoprincipio FAIR " A1.2. Il protocollo consente una procedura di autenticazione e autorizzazione laddove necessario ".
Altri modelli di dati tematici standard
OGC offre anche standard che definiscono modelli di dati tematici e rappresentazioni della conoscenza. Ad esempio, WaterML è un modello informativo per la rappresentazione dei dati relativi alle osservazioni idriche. Inoltre, PipelineML definisce concetti a supporto dello scambio interoperabile di dati relativi ai sistemi di oleodotti e gasdotti. Il PipelineML Core affronta due casi d'uso aziendali critici specifici del settore degli oleodotti: i rilievi per le nuove costruzioni e la riabilitazione degli oleodotti.
Un altro esempio è il modello concettuale del territorio e delle infrastrutture (Infrastruttura di terra) per infrastrutture di ingegneria civile e di terra. Le aree tematiche includono strutture, progetti, allineamento, strade, ferrovie, rilievi, caratteristiche del territorio, divisione del territorio e infrastrutture "umide" (sistemi di drenaggio delle acque piovane, acque reflue e distribuzione idrica). CityGML è destinato a rappresentare oggetti cittadini in modelli di città 3D. Il (prossimo) Modello per la definizione e l'integrazione dei dati sotterranei (MUDDI) rappresenta informazioni sui servizi sotterranei. IndoorGML offre un modello di dati per rappresentare le caratteristiche degli edifici interni. Infine, GeosciML è un modello di caratteristiche geologiche comunemente descritte e rappresentate in mappe geologiche, sezioni trasversali, relazioni geologiche e database. Questo standard descrive un modello logico per lo scambio di dati di mappe geologiche, scale temporali geologiche, trivellazioni e metadati per analisi di laboratorio.
L'esistenza di questi standard può aiutare ogni settore tematico a conformarsi al sottoprincipio di interoperabilità FAIR " I1. I metadati utilizzano un linguaggio formale, accessibile, condiviso e ampiamente applicabile per la rappresentazione della conoscenza ". Oltre a questi standard, il collegamento dei loro vocabolari a sistemi informativi o database aumenterebbe significativamente la loro utilità e incoraggerebbe il principio di riutilizzabilità " R1. I metadati sono descritti in modo esaustivo con una pluralità di attributi accurati e pertinenti " e il sottoprincipio " R1.3 I metadati soddisfano gli standard della comunità rilevanti per il dominio ".
FAIR in tutto ciò che facciamo
La missione dell'OGC , ovvero "rendere le informazioni di localizzazione reperibili, accessibili, interoperabili e riutilizzabili (FAIR)", pone i principi FAIR al centro di ogni nostra attività. Questo articolo ha mostrato come gli standard OGC affrontino esplicitamente i principi FAIR per contribuire alla creazione di dati geospaziali conformi ai principi FAIR.
Gli standard qui presentati sono stati scelti per la loro popolarità e utilità, ma rappresentano solo una piccola parte di quelli disponibili presso l'OGC. È possibile consultare l'elenco completo degli standard OGC sul sito ogc.org/standards.
Per informazioni più dettagliate sugli standard API OGC, incluse risorse per sviluppatori, notizie sui prossimi code sprint o per scoprire come la famiglia di standard API OGC collabora per fornire "elementi costitutivi modulari per la geolocalizzazione" in grado di affrontare sia i casi d'uso più semplici che quelli più complessi, visita ogcapi.org.
