Практически опити от прототипното изпълнение

Този раздел докладва за различни тестове, проведени в рамките на прототипното изпълнение.

5.1 Въведение

Рамковата директива по водите засяга голям кръг от хора, участващи в изработването на картите и подготовката на дигиталните данни, които трябва да бъдат докладвани пред Комисията, както и една голяма общност от потребители, свързани с анализа на тези данни. И двете групи се състоят от различни специалисти, владеещи в различна степен компютърните технологии.

Тъй като и подготовката, и анализът на данните изискват много висока компютърна грамотност, Работната група ГИС проведе тестове на някои от аспектите, обсъждани в този документ, с цел да изследва по-обстойно възможностите и проблемите, които могат да се открият по време на действителния процес на подготовка и анализ на данните.

Прототипните изследвания са насочени към следните основни пунктове:

1. 
   Проверка на стандартите на ISO и OPENGIS за обмен на данни;
   
2. 
   Проверка на частите на общия модел на данните;
   
3. 
   Проверка на приложимостта на предложените механизми за кодиране.
   

5.2 Стандарти на ISO и OPENGIS за обмен на данни

По време на срещата на Работната група ГИС през март 2002 година беше демонстрирана системата за провеждане на тестове OPENGIS. Тази техника позволява генерирането на карти на отдалечен сървър, които могат да се визуализират на общ уеб-браузер. В резултат на тази среща интеграцията на визуалните данни беше демонстрирана успешно чрез сътрудничество между Общия изследователски център и Португалия. В това конкретно изследване една карта на реките в Португалия (генерирана от португалски уеб-сървър ) беше положена в общите граници, които се генерират в сървъра на Комисията. Примерът, показан във фигура 5.2.1. се отнася за района на Лисабон (данните бяха проектирани чрез Цилиндрична проекция).

Членовете на работната група бяха единодушни, след като видяха демонстрацията, че технологията OPENGIS трябва да се постави като една от бъдещите цели. За първия период на докладване на РВД повечето страни-членки предпочетоха да изпратят ГИС-слоеве или карти. Сред общностите на потребителите в повечето страни-членки тази технология на актуализиран уеб-сървър не представляваше част от изискванията на Директивата.

5.3 Проверка на частите на модела на данните

В предварителните дискусии, проведени в Работната група ГИС, се говореше за възможно най-скорошно предаване на дигиталните карти. В хода на обсъждането обаче стана очевидно, че с оглед на бъдещото развитие трябва да се търсят по-съвременни решения.

Макар че предаването на картите в дигитален вид има някои предимства, то не дава възможност за автоматичен анализ на информацията, съдържаща се в картите. За да се осъществи това, че необходим общ модел на данните, който да предполага съответен формат да докладваната информация. Такъв модел е предложен в настоящия документ. В рамките на протопипните дейности работната група създаде една примерна уеб-страница, като част от физическия модел в нея трябва да бъде попълнен от страните-членки (вж. Фигура 5.3.1). Такива уеб-страници могат да бъдат от полза за организациите, отговарящи за изпращането на базите данни.

Като се оставят формови файлове или текстови файлове ASCII с примери, крайните потребители са улеснени по отношение на техническата част на подготовката на базите данни. Окончателното завършване на такъв физически модел на данните, което да е свързано с поне три пилотни страни-членки и Пазителя на данните, е крайната цел на тази дейност.

Изграждането на достъпна техническа база от наличните бази данни в страните-членки е още една препоръка, която следва от проведените опити. Страните-членки могат да бъдат улеснени в подготовката на данните, като им се предоставят точни указания относно преформатирането на наличните бази данни.

Първото докладване на данните ще се основава на така наречените формови файлове и текстови файлове ASCII. В зависимост от актуалните стандарти може да се очаква преди 2009, още преди докладването на по-голямата част от базите данни, много от споменатите стандарти вече да са се превърнали в най-добри практики.

5.4 Проверка на механизма за кодиране Pfafstetter

Като завършващ елемент от модела на данните беше предложено да се разработи механизъм за кодиране за основните единици, които трябва да бъдат докладвани в рамките на РВД. Анализът на единици като речни сегменти, езера и водосборни басейни, би могъл да бъде подпомогнат чрез съгласувана система за кодиране, която да важи за континента и заобикалящите го острови.

Така наречената система за кодиране Pfafstetter беше предложена като средство за получаване на уникален код за всяка единица (например речен сегмент). Предимството на това кодиране е фактът, че то може да бъде изведено от всяка речна мрежа. Следователно, ако един потребител чете кода на който и да е сегмент, той може веднага да установи какво е разположението на този сегмент спрямо останалите сегменти от речната мрежа. Кодовете Pfafstetter се основават и на отводнителните зони, и на разположението на сегмента в рамките на мрежата.

В рамките на прототипните дейности беше разработен алгоритъм за генериране на този код чрез използване на езика AML. Този алгоритъм доказва, че автоматичното генериране е приложимо дори и на ниво детайл. Речната мрежа трябва да бъде от високо качество, особено що се отнася до така наречените топологически връзки между отделните сегменти. Освен това зоната на оттичане за всеки сегмент се изисква преди определянето на кода Pfafstetter. Алгоритъмът се състои от около 10 страници код в AML.

След определянето на кодовете за речните сегменти стана ясно, че земните маси и моретата трябва да бъдат кодирани, за да се създаде уникален код за всеки речен сегмент. По време на срещата на работната група през октомври 2002 г. беше демонстрирано кодиране на земните маси (вж. Фигура 5.4.1). Трябва да се отбележи, че в този конкретен пример малките острови, отдалечени в рамките на 3 км от континента, имат същия цифров код като земната маса, към която принадлежат. Стана ясно, че трябва да се изработи и кодова система за моретата с оглед на изпълнението на изискванията и нуждите на РВД. В резултат на тази дейност се очерта изводът, че е необходимо морските площи да бъдат разграфени в съответствие с международните конвенции. Морските кодове на крайбрежните зони на оттичане трябва да бъдат идентификатор на речната мрежа.

В литературата могат да се намерят и други системи за кодиране освен Pfafstetter. По време на срещите като алтернатива на Pfafstetter беше посочена системата Horton/Strahler.

Повечето механизми за кодиране предполагат течение на водата от извора към морето. В резултат на това езерата, подпочвените води и крайбрежните води не са добре застъпени или не са представени изобщо. Стана ясно, че са необходими допълнителни изследвания и разработки, за да се открие система за кодиране на всички водни маси, попадащи в рамките на РВД.

Трябва да се отбележи че функцията на кодовете е да улесняват анализите и да подпомагат комуникацията между хората по въпросите, свързани с речните сегменти. Обратно, компютърните системи предпочитат генерирани в системата идентификатори, които в повечето случаи нямат логическа основа и не са разбираеми за крайния потребител.

Общият изследователски център е на път да приключи новата общоевропейска база данни на речните сегменти, езерата и водосборните басейни. Тази база данни с мащаб 1:500,000 ще включва кодовете Pfafstetter и ще бъде добавена към базата данни Eurostat GISCO. Макар че е съвсем ясно, че тази база данни не е в състояние да отговори на всички нужди на РВД, тя ще бъде полезен пример за възможно приложение, и същевременно – допълнителен тест. Това може да допринесе за попълването на сериозни липси в генерираните бази данни на РВД като например Швейцария.
5.5 Препоръки в резултат на прототипната дейност

Прототипната дейност се оказа важно приложение към теоретичните разработки на Работната група ГИС към РВД. Практическите въпроси, свързани с моделирането на данните, кодовете на реките и стандартизацията бяха подложени на проверка, като по този начин финалните препоръки на работната група добиха по-реалистичен вид. В една група, съставена от повече от 20 страни с различна култура практическите примери се оказаха сериозен стимул за дискусии и по-добро разбиране на възможностите, които има всяка страна.

Алгоритъмът на кодиране, примерните уеб-страници и практическият опит с картографските стандарти OPENGIS могат да бъдат отправна точка за тип организация, която предстои да бъде създадена. Все пак е редно да се отбележи, че създаването на такава организация е трудна задача, която не бива да бъде подценявана.

В резултат на дейността се откроиха следните препоръки:

1. 
   Да се провери предложения модел на данните в сътрудничество с няколко страни-членки и пазителя на данните;
   
2. 
   Да се създаде разбираема технологическа база за наличните в страните-членки бази данни;
   
3. 
   Да се очертаят морските зони с линии в съгласие с международните конвенции и да се приемат международни кодове за тези зони.
   

Рамковата директива по водите осигурява законова рамка за широк спектър от дейности, целящи да се постигне добър статус на водите до 2015 година. Много от тези дейности изискват опериране с разпределени по места данни. В този аспект дейностите са улеснени от технологиите на Географската информационна система (ГИС). Освен това Директивата има изрично изискване за докладване на по-голямата част от пространствената информация в съвместим с ГИС формат.

Освен на възможностите за приложение на ГИС този документ акцентира върху незабавните нужди, свързани с докладването в рамките на Рамковата директива по водите. Във връзка с това документът обръща внимание на ГИС-слоевете, които трябва да бъдат изготвени в рамките на Директивата, и определя техните характеристики (съдържание, пространствена точност, време на докладване и др.). Също така са изложени краткосрочните и дългосрочните възможности за обмен на данни (т.е. централизираната и децентрализираната система), указано е по какъв начин следва да бъдат документирани ГИС-слоевете (т.е. метаданни) и са дадени препоръки относно съгласуването на данните в Европа. Докато непосредствените нужди на Рамковата директива по водите предполагат налагането на централизирана система на докладване, изрично е отбелязано, че различни инициативи на европейско ниво, включително EAF по докладването, силно препоръчват бъдещото приемане и приложение на децентрализирана система. Работната група ГИС подчертава преимуществата на установяването на децентрализирана система на докладване в дългосрочен план.

Предвид високата степен на детайлност на данните, които трябва да бъдат докладвани, Работната група ГИС препоръчва постигането на мащаб 1:250,000 да бъде обща цел в дългосрочен план. Настоящите ограниченост на количеството на данните и достъпа до тях изисква данни с мащаб 1:1,000,000 в краткосрочен план, ако са допълнени с обекти по такъв начин, че да отговарят на изискванията за докладване в рамките на РВД. По-подробни спецификации по отношение на изискванията за докладване по отношение на обобщителните доклади пред Комисията (малък мащаб) и по отношение на данните, с които страните-членки трябва да разполагат при поискване (голям мащаб) ще бъдат разработени в EAF по докладването.

В допълнение е предложена европейска система за кодиране за водните маси и водосборните басейни. Приложението на тази система за кодиране ще бъде важен приоритет в дългосрочен план, тъй като тя позволява по-целесъобразни анализи на данните от мониторинга. Освен това системата ще предостави на разработващата се ГИС с действителни аналитични възможности. Кодирането се счита за особено важно, тъй като осъществява връзката между докладването и анализа.

Поради ограничеността във времето и поради факта, че част от релевантната информация все още не е налична за всички елементи от Директивата, не можаха да бъдат покрити други аспекти на приложението, свързани с ГИС. Тези аспекти са:

1. 
   (i) използването на ГИС в анализите на влиянията и въздействията;
   

Важно е да се отбележи, че някои аспекти, свързани с докладването, не можаха да бъдат решени категорично. Пример за това е разработването на профил на метаданните за ГИС-слоевете в рамките на РВД. Това се дължи на факта, че част от европейските стандарти, които са пряко свързани изработването на този профил, все още са в процес на създаване.

Работната група ГИС взе решение да не включва спецификации за процеса на създаване на картите сам по себе си. Това се отнася не само до картографските детайли като кодове и цветове на елементите, но и до въпросите на генерализацията според мащаба на картите. Ние сме на мнение, че картографската генерализация трябва да бъде провеждана на ниво страна-членка и че изготвянето на картите е най-добре да се извършва от власите на Районите на речни басейни оглед на това картите да отговарят на специфичните нужди на всеки Район на речни басейни. На европейско ниво картите могат да бъдат генерирани от ГИС-слоевете според нуждите на Комисията. Все пак ние препоръчваме изготвянето на платформа за обмен на опит между страните-членки с оглед на качественото разработване на карти във всички мащаби.

Информационните технологии се развиват с много високи темпове. В следствие на това дългосрочните възможности могат да бъдат само грубо очертани. С напредването на времето тези възможности трябва да бъдат специфицирани допълнително в съответствие с развитието на техническите средства и стандарти.

Пълното приложение на електронна система за докладване изисква ясна организационна структура и включва създаването на координационна институция, която да формулира ясни изисквания, да решава проблеми, възникващи в организацията на управлението на водните маси в Европа и да решава техническите въпроси, възникващи в процеса на приложение.

Накрая трябва да се отбележи, че предложените тук спецификации трябва да бъдат разглеждани в по-широк контекст в рамките на инициативата INSPIRE (Инфраструктура за Пространствена информация в Европа) и Рамковата Директива по докладването. Разработките в рамките на тези инициативи трябва да бъдат следвани стриктно.

Успешното приложение на Рамковата директива по водите изисква тясно сътрудничество между международните райони на речни басейни. За да се постигне обща съгласувана база данни, Работната група ГИС препоръчва използването на общ слой на националните граници, както и на крайбрежните ивици. Придържането към модела на данните също се счита за важен приоритет в тази посока.

Въз основа на опита, придобит по време на работата на работната група ГИС, бяха формулирани следните препоръки за бъдещото приложение на аспектите на ГИС в рамките на Общата стратегия за приложение:

Членовете на Работната група ГИС се надяват, че представените спецификации ще бъдат от помощ на страните-членки и екипите, които се занимават с подготовката на ГИС-слоевете и картите, които се изискват в схемата на докладване на РВД. В този смисъл настоящият документ би могъл да послужи като основа за разработване на подобни ръководства на национално ниво, които да са съобразени със специфичните нужди и обстоятелства във всяка страна-членка.

Приложение I: Елементите на РВД, релевантни за ГИС (оригинален текст на РВД) ............. 79

Приложение I: Елементите на РВД, релевантни за ГИС (оригинален текст на РВД)

В това приложение са посочени тези текстове от Директивата, които пряко или косвено се отнасят до докладването на картите и данните във формат, съвместим с ГИС. Цитатите от членове 3, 5, 13 и 20 са приведени за изчерпателност. Те не се отнасят пряко към картите и ГИС, но формират основа за по-подробни спецификации в следващите приложения.

Член 3: Координация и административна уредба на районите на речни басейни

1. Страните-членки трябва да определят отделните речни басейни на своята територия и с оглед на целите на Директивата да впишат тези басейни в районите на речни басейни. […] Там, където подпочвените води представляват точно определен воден басейн, те трябва да бъдат включени в най-близкия и най-подходящия район на речни басейни или райони на речни басейни.

Член 5: Характеристики на района на речни басейни, преглед на въздействията от човешка дейност върху околната среда и икономически анализ на потреблението на вода.

1. Всяка страна-членка трябва да гарантира, че за всеки район на речни басейни и за всяка част от район на речни басейни, които попадат в нейната държавна територия, се провежда:

- Анализ на характеристиките на съответния район или съответната част от район;

- Преглед на въздействията от човешка дейност върху статуса на повърхностните и подпочвените води,

- Икономически анализ на потреблението на вода.

Анализите трябва да бъдат провеждани в съответствие с техническите спецификации, посочени в Анекси II и III, и да бъдат завършени най-късно до четири години от датата на влизане в сила на тази Директива.

[…]

[…]

[…]

1. 
   Анекси I, III и Раздел 1.3.6 от Анекс V могат да бъдат адаптирани към научно-техническия прогрес в съответствие с процедурите, заложени в Член 21, […]. Където е необходимо, Комисията може да приеме указания за приложението на Анекси II и V в съответствие с процедурите, заложени в член 21.
   
2. 
   За целите на предаването и обработката на данните, включително на картографските и статистическите данни, могат да бъдат използвани технически формати с оглед на целите на параграф 1 в съответствие с процедурите, заложени в член 21.
   

Анекс I: Информация, която се изисква за списъка с компетентните органи на властта

Според изискванията на член 3(8) страните-членки трябва да осигурят следната информация относно всички компетентни органи на властта за всеки район на речни басейни и за всяка част от международен район на речни басейни, прилежаща към държавната им територия.

[…]

Анекс II

1.1 Характеристика на типовете повърхностни водни маси

Страните-членки трябва да определят местоположението и границите на повърхностните водни маси и да подготвят начална характеристика на тези водни маси в съответствие със следната методология. Страните-членки могат да формират групи от водни маси за целите на тази начална характеристика.

[…]

(vi) Страните-членки трябва да предадат на Комисията карта или карти (в ГИС-формат) на географското местоположение на типовете, съвместими със степента на диференциация, изисквана от система А.

2. Списъкът, който се изисква като част от плана за управление на речни басейни, трябва да включва карти, които да посочват местоположението на всяка защитена зона плюс описание на общинското, националното или местното законодателство, под което попада.

Анекс V:
1. Статус на повърхностните води

[…]

Мрежата за мониторинг на повърхностните води трябва да бъде изградена в съответствие с изискванията на Член 8. Мрежата за мониторинг трябва да бъде създадена по такъв начин, че да може да осигури съгласуван и разбираем общ преглед на екологичния и химическия статус в рамките на всеки район на речни басейни, и да позволява разпределението на водните маси в пет класа в съответствие с разпоредбите в Раздел 1.2. Страните-членки трябва да приложат в плана за управление на речните басейни карта или карти на мрежата за мониторинг на повърхностните водни маси.

1.4. Класификация и представяне на екологичния статус

[…]

(i) За повърхностните водни маси […] Страните-членки трябва да представят карта за всеки район на речни басейни, която да илюстрира класификацията на екологичния статус за всеки тип водна маса чрез цветови код в съответствие с втората колонка на таблицата, представена по-долу: […]

Класификация на екологичния статус

Висок

Среден

Лош

Синьо

Жълто

Червено