Směrnice INSPIRE – základy Good morning, Ladies and Gentlemen. My name is Radim Štampach. I am from the same institution and I am working on the same project as my colleague Petr Duda. He presented you some basic information about sensors and SWE. I would like to speak about relationship between sensors, SWE and European spatial data initiatives – INSPIRE and GMES. Their development is very actual topic now and they are highly connected also to sensors. Mgr. Radim Štampach, Ph.D. Brno, 17. 4. 2012

INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe Co to je? INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe Směrnice 2007/2/ES Zákon 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí upraven 14. 11. 2009 Working with sensor data is connected with problem of interoperability. Different sensors producers use different protocols and different ways to get the data. The Sensor Web Enablement (SWE) initiative of the Open Geospatial Consortium (OGC) standardizes web service interfaces and data encodings which can be used for sensor data. It hides the different hardware and communication protocols from the applications built on top of it. Sensor Observation Service (SOS) is a service by which a client can obtain observations from one or more sensors/platforms (can be of mixed sensor/platform types). Clients can also obtain information that describes the associated sensors and processes (OGC SML 2007, 13). Sensor Planning Service (SPS) allows client to determine collection feasibility for a desired set of collection requests for one or more sensors/platforms, or a client may submit collection requests directly to these sensors/platforms (OGC SPS 2007, 9). SPS can be used to control the sensor - e.g. select instrument, acquire image at this time, etc. Sensor Alert Service (SAS) is a service by which a client can register for and receive sensor alert messages (OGC SOS 2007, 12). Web Notification Services (WNS) is a service interface for asynchronous delivery of messages or alerts from SAS and SPS web services (OGC SWE WG 2011). Alerts can be delivered by e-mail, SMS etc. Sensor Markup Language (SensorML) specifies the general models and XML schema for describing sensors and processes associated with measurement (OGC SOS 2007, 12). Transducer Markup Language (TransducerML) specifies the conceptual model and XML Schema for describing transducers and supporting real-time streaming of data to and from sensor systems (OGC SWE WG 2011). Observation/Measurement (O&M) specifies the general models and XML encodings for sensor observations and measurements (OGC SOS 2007, 12).

Proč to je? Stanovuje pravidla pro vytvoření infrastruktury pro správu prostorových informací v rámci Evropy. Má sloužit politice společenství týkající se životního prostředí. Vstoupila v platnost 15. května 2007. The basic and most developed service in SWE 1.0 framework is SOS. Initial draft of SOS was produced in 2005 and current specification was developed in 2007 (OGC SOS 2007). SOS has three mandatory “core” operations: GetCapabilities, DescribeSensor, and GetObservation. The GetCapabilities operation provides consumer with the possibilities to access SOS service metadata. The consumer gets the capabilities (described in XML document), which allow him to inspect available sensor observations. The consumer then invokes the DescribeSensor operation to find detailed information about sensor and processes generating those measurements. This information is returned to consumer in SensorML or TransducerML format. Finally, the consumer calls the GetObservation operation to get the required observations from sensor. Transferred data are encoded with using Observation/Measurement specification (Kozel et al. 2011).SOSconsumerGetCapabilitiesCapabilities response (XML document)DescribeSensorSensorML or TransducerMLGetObservationdata (Observations & Measurement) SOS can be used not only by data consumers. This specification also defines operations for sensor data providers. They can insert new sensors and sensor observations into an SOS where consumer can find them. The RegisterSensor operation allows the provider to register a new sensor system with the SOS. The InsertObservation operation allows inserting of new observations for a sensor system that was registered by RegisterSensor operation.

Kdo to řídí? Joint Research Centre Institute of Environment and Sustainability Spatial Data Infrastructures Unit Ispra, Itálie Mají na starosti evropské projekty o prostorových datech – Inspire a GMES. In name of Geotým project I was sent to Joint Research Centre in Ispra, Italy. It is place where important European legislation about spatial data is prepared, including Inspire directive and GMES initiative. My topic was studying connections between sensors and both initiatives – Inspire and GMES.

Základní principy INSPIRE 1. data sbírána a vytvářena jednou a spravována na takové úrovni, kde se tomu děje nejefektivněji 2. data vytvářena na jedné úrovni státní správy a sdílena jejími dalšími úrovněmi 3. snadnější vyhledávání dostupných dat, vyhodnocení vhodnosti jejich využití pro daný účel a informace, za jakých podmínek je možné tato data využít GMES is coordinated by DG Enterprise (Ministry of Industry of EU). Leader of Space division is European space agency, European environmental agency is responsible for in situ division. There is also „service segment“ that should produce “value added products” from raw data of ground and space division – e.g. landcover maps. This part is controlled by European Commission.

Z čeho se INSPIRE skládá Data Metadata Síťové služby Povinné subjekty, jiní poskytovatelé Monitoring, reporting Pro jednotlivé složky existují implementační pravidla. The basic and most developed service in SWE 1.0 framework is SOS. Initial draft of SOS was produced in 2005 and current specification was developed in 2007 (OGC SOS 2007). SOS has three mandatory “core” operations: GetCapabilities, DescribeSensor, and GetObservation. The GetCapabilities operation provides consumer with the possibilities to access SOS service metadata. The consumer gets the capabilities (described in XML document), which allow him to inspect available sensor observations. The consumer then invokes the DescribeSensor operation to find detailed information about sensor and processes generating those measurements. This information is returned to consumer in SensorML or TransducerML format. Finally, the consumer calls the GetObservation operation to get the required observations from sensor. Transferred data are encoded with using Observation/Measurement specification (Kozel et al. 2011).SOSconsumerGetCapabilitiesCapabilities response (XML document)DescribeSensorSensorML or TransducerMLGetObservationdata (Observations & Measurement) SOS can be used not only by data consumers. This specification also defines operations for sensor data providers. They can insert new sensors and sensor observations into an SOS where consumer can find them. The RegisterSensor operation allows the provider to register a new sensor system with the SOS. The InsertObservation operation allows inserting of new observations for a sensor system that was registered by RegisterSensor operation.

Data 34 témat - 3 přílohy směrnice (annexes) 1 téma – 1 datová specifikace příloha I – datové specifikace hotovy příloha II a III – datové specifikace připravovány – květen 2012 Inspire divides data into three groups – „annexes“ – and 21 themes. Data Specifications for Annex I are prepared. Data Specifications of themes from Annex II and III are in phase of commenting from wider community. You can see that in Annex III there are some themes that are typical cases of data measured by sensors – meteorological, atmospheric conditions etc.

Data 34 témat ve třech přílohách 1. souřadnicové referenční systémy 1. statistické jednotky 2. budovy 3. půda 4. využití území 5. lidské zdraví a bezpečnost 6. veřejné služby a služby veřejné správy 7. zařízení pro sledování ŽP 8. výrobní a průmyslová zařízení 9. zemědělská a akvakulturní zařízení 10. rozložení obyvatelstva – demografie 11. správní oblasti, chráněná pásma, regulovaná území a jednotky podávající hlášení 12. oblasti ohrožené přírodními riziky 13. stav ovzduší 14. zeměpisné meteorologické prvky 15. zeměpisné oceánografické prvky 16. mořské oblasti 17. bioregiony 18. stanoviště a biotopy 19. rozložení druhů 20. energetické zdroje 21. nerostné suroviny 34 témat ve třech přílohách 1. souřadnicové referenční systémy 2. zeměpisné soustavy souřadnicových sítí 3. zeměpisné názvy 4. správní jednotky 5. adresy 6. katastrální parcely 7. dopravní sítě 8. vodopis 9. chráněná území 1. nadmořská výška 2. ortofotosnímky 3. geologie 4. krajinný pokryv I am sure that it is useless to explain here what „INSPIRE“ is, because all we are from geoinformatics community. So only shortly. Inspire Directive lays down general rules to establish an infrastructure for spatial information in Europe. Inspire is prepared for the purposes of Community environmental policies and policies or activities which may have an impact on the environment. Directive entried into force 15 May 2007. Important part of Inspire are Network Services. Geodata across Europe should be findable through Discovery Services, viewable with View Service they should be able to be downloaded by Download Service and transformed with Transformation Service - e.g. to different coordination system.

Metadata Implementační pravidla vstoupila v platnost 24. prosince 2008 Metadata pro data přílohy I a II – do dvou let od schválení Metadata pro data přílohy III – do pěti let od schválení The basic and most developed service in SWE 1.0 framework is SOS. Initial draft of SOS was produced in 2005 and current specification was developed in 2007 (OGC SOS 2007). SOS has three mandatory “core” operations: GetCapabilities, DescribeSensor, and GetObservation. The GetCapabilities operation provides consumer with the possibilities to access SOS service metadata. The consumer gets the capabilities (described in XML document), which allow him to inspect available sensor observations. The consumer then invokes the DescribeSensor operation to find detailed information about sensor and processes generating those measurements. This information is returned to consumer in SensorML or TransducerML format. Finally, the consumer calls the GetObservation operation to get the required observations from sensor. Transferred data are encoded with using Observation/Measurement specification (Kozel et al. 2011).SOSconsumerGetCapabilitiesCapabilities response (XML document)DescribeSensorSensorML or TransducerMLGetObservationdata (Observations & Measurement) SOS can be used not only by data consumers. This specification also defines operations for sensor data providers. They can insert new sensors and sensor observations into an SOS where consumer can find them. The RegisterSensor operation allows the provider to register a new sensor system with the SOS. The InsertObservation operation allows inserting of new observations for a sensor system that was registered by RegisterSensor operation.

Síťové služby Vyhledávací Zobrazovací Stahovací Transformační všechny požadavky musí splňovat: do 9. listopadu 2011 - vyhledávací a prohlížecí služby do 28. prosince 2012 - stahovací a transformační služby Specification Observation & Measurement is mentioned many times in Data Specifications. New version of this specification is standardised as ISO 19156. Some Annex themes include measured, modelled or simulated data and this standard was designed for this explicit purpose, so it should be used in INSPIRE to cover these requirements. The following INSPIRE themes using O&M in their data specifications: Geology Oceanographic geographical features Atmospheric conditions and Meteorological geographical features Environmental monitoring facilities Soil

Koho se to týká a jeho povinnosti povinné subjekty Orgány veřejné správy, které vytváří nebo spravují prostorová data, nebo jimi pověřené právnické nebo fyzické osoby, které jsou tvorbou nebo správou prostorových dat pověřeni orgány veřejné správy. Tito poskytovatelé mají povinnost svá data zpřístupnit na národní geoportál. ostatní poskytovatelé dat - poskytovatel, který má data INSPIRE, ale není povinným subjektem - poskytovatel, který je povinným subjektem, ale jeho data nepatří do tématů INSPIRE INSPIRE Cross Thematic Working Group on Observations & Measurements nominated also two others SWE specifications as useful for INSPIRE: SOS – proposed to be used as Download Service SensorML – description of data survey process

Povinné subjekty § 2 písm. b) zákona 123/1998 Sb. 1. správní úřady a jiné organizační složky státu a orgány územních samosprávných celků 2. právnické nebo fyzické osoby, které na základě zvláštních právních předpisů vykonávají v oblasti veřejné správy působnost vztahující se přímo nebo nepřímo k životnímu prostředí 3. právnické osoby založené, zřízené, řízené nebo pověřené subjekty uvedenými v bodech 1 a 2, jakož i fyzické osoby pověřené těmito subjekty, které na základě právních předpisů nebo dohody s těmito subjekty poskytují služby, které ovlivňují stav životního prostředí a jeho jednotlivých složek INSPIRE Cross Thematic Working Group on Observations & Measurements nominated also two others SWE specifications as useful for INSPIRE: SOS – proposed to be used as Download Service SensorML – description of data survey process

Ostatní poskytovatelé Ostatní poskytovatelé mohou zpřístupnit jak prostorová data, která nevyžaduje směrnice 2007/2/ES, tak i prostorová data a služby odpovídající tématům z příloh I až III směrnice. Pokud má poskytovatel dat zprovozněnu síťovou službu, může jí ke zpřístupňování dat přes geoportál využít, musí ovšem splňovat technické požadavky INSPIRE síťových služeb. Pokud poskytovatel nemá vlastní síťové služby, může využít služeb geoportálu, který požadavky splňuje. Ministerstvo životního prostředí na geoportálu zpřístupní data, pokud o to jiný poskytovatel prostorových dat požádá. Not only Inspire is geospatial initiative connected to sensor data. Sensors are probably the most important part of GMES initiative. Global Monitoring for Environment and Security is the European Programme for the establishment of a European capacity for Earth Observation. Services should cover six thematic areas: marine, land, atmosphere, emergency, security, climate change. System should consist both from earth observation satellites and in situ sensors that includes ground stations, but also planes, balloons or sea-borne sensors.

Uživatelé Vyhledávací služby jsou poskytovány uživateli zdarma vždy, prohlížecí služby také s výjimkou průběžně aktualizovaných dat velkého objemu (např. meteorologická data), zpoplatnění ostatních služeb a samotných dat záleží na konkrétním poskytovateli. Orgány veřejné správy, státní příspěvkové organizace, organizační složky státu a instituce a orgány Evropských společenství mají k prostorovým datům přístup zdarma, pokud tato data slouží k plnění jejich povinností, které mají vliv na životní prostředí.

Monitoring Co je sledováno? 1. existence metadat 2. soulad metadat s implementačními pravidly 3. rozsah souborů prostorových dat 4. soulad souborů prostorových dat s implementačními pravidly 5. dostupnost metadat (existence vyhledávací služby) 6. existence služeb a jejich soulad s implementačními 7. plnění služeb dle implementačního pravidla 8. využívání služeb Is SWE framework considered in preparation of GMES? SWE framework and its specifications are not mentioned in documents about GMES preparation but they were tested in some projects connected ti GMES. An example can be OSIRIS project that tested using in-situ sensors for risk management. Three specifications from SWE framework were used in this project – SOS, SensorML and Observation & Measurement.

Národní geoportál http://geoportal.gov.cz/web/guest/home GMES services should enter into initial operations in period 2011-2013 and into operational phase in 2014. Building of sensor networks is very important part of this initiative. What is the state of art of GMES preparation? GMES plan for 2011 says that year 2011 is start of GMES Initial phase (2011-2013) Following services are being prepared (delivery in 2013-2014): GMES emergency management services – Mapping in support to crisis management inside and outside EU. European Flood Alert System. Pan-EU Land Cover monitoring service. Space segment is also being prepared. First sentinel should be launched in 2013.

Evropský geoportál http://inspire-geoportal.ec.europa.eu/ GMES services should enter into initial operations in period 2011-2013 and into operational phase in 2014. Building of sensor networks is very important part of this initiative. What is the state of art of GMES preparation? GMES plan for 2011 says that year 2011 is start of GMES Initial phase (2011-2013) Following services are being prepared (delivery in 2013-2014): GMES emergency management services – Mapping in support to crisis management inside and outside EU. European Flood Alert System. Pan-EU Land Cover monitoring service. Space segment is also being prepared. First sentinel should be launched in 2013.

Další zdroje informací http://inspire.gov.cz - česká stránka o INSPIRE http://inspire.jrc.ec.europa.eu/ - evropská stránka o INSPIRE GMES services should enter into initial operations in period 2011-2013 and into operational phase in 2014. Building of sensor networks is very important part of this initiative. What is the state of art of GMES preparation? GMES plan for 2011 says that year 2011 is start of GMES Initial phase (2011-2013) Following services are being prepared (delivery in 2013-2014): GMES emergency management services – Mapping in support to crisis management inside and outside EU. European Flood Alert System. Pan-EU Land Cover monitoring service. Space segment is also being prepared. First sentinel should be launched in 2013.

Díky za pozornost! http://geotym.geogr.muni.cz That is all from me about using sensors in European geospatial initiatives Ispire and GMES. Thank you for your attention. I hope that you remembered at least a few knowledges from this presentation.