Tiêu chuẩn quốc gia TCVN ISO 19108:2018 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 19108:2002) về Thông tin địa lý - Lược đồ thời gian quy định các khái niệm và lược đồ cấu trúc để mô tả các đặc tính thời gian của các đối tượng địa lý. Tiêu chuẩn này cung cấp một khung chuẩn hóa giúp tích hợp yếu tố thời gian vào thông tin không gian, hỗ trợ việc trao đổi, xử lý và phân tích dữ liệu địa lý đa chiều một cách thống nhất.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các nhà phát triển lược đồ ứng dụng, người quản trị cơ sở dữ liệu địa lý, các nhà cung cấp dịch vụ thông tin địa lý và các tổ chức xây dựng tiêu chuẩn siêu dữ liệu liên quan đến thông tin địa lý tại Việt Nam. Phạm vi điều chỉnh bao gồm việc định nghĩa các thuộc tính thời gian, các thao tác thời gian, các liên kết thời gian giữa các đối tượng địa lý và việc mô tả các hệ quy chiếu thời gian khác nhau.

Hình học của thời gian và các đối tượng thời gian

Thời gian được xem xét như một chiều liên tục tương tự như các chiều không gian, có cả tính chất hình học và topo. Các đối tượng thời gian được định nghĩa để làm giá trị cho các đặc tính thời gian của đối tượng địa lý:

• TM_Object: Là lớp trừu tượng đại diện cho mọi đối tượng thời gian, gồm hai lớp con chính là TM_Primitive (nguyên thủy thời gian) và TM_Complex (phức hợp thời gian).
• TM_GeometricPrimitive: Nguyên thủy hình học thời gian cung cấp thông tin về vị trí thời gian, bao gồm hai dạng: TM_Instant (thời điểm tức thời - nguyên thủy 0 chiều tương đương một điểm) và TM_Period (khoảng thời gian - nguyên thủy 1 chiều tương đương một đường cong, giới hạn bởi điểm bắt đầu và kết thúc).
• TM_Order và TM_RelativePosition: Cung cấp các phép toán để xác định vị trí tương đối giữa các nguyên thủy thời gian dựa trên 13 mối quan hệ thời gian của Allen (như trước, sau, bằng, chứa, bắt đầu, kết thúc, trùng lặp, tiếp giáp).
• TM_Separation và TM_Duration: Cung cấp các phép toán tính toán chiều dài và khoảng cách thời gian. Kiểu dữ liệu TM_Duration mô tả khoảng thời gian bằng định dạng TM_PeriodDuration (theo ISO 8601 với các đơn vị năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây) hoặc TM_IntervalLength (theo ISO/IEC 11404).

Đối tượng topo thời gian

Topo thời gian cung cấp thông tin về kết nối và trình tự xảy ra giữa các đối tượng trong thời gian mà không cần xác định vị trí thời gian tuyệt đối:

• TM_TopologicalPrimitive: Là phần tử đơn không phân tích được của topo thời gian, gồm TM_Node (nút topo 0 chiều, liên kết với TM_Instant) và TM_Edge (cạnh topo 1 chiều, liên kết với TM_Period).
• TM_TopologicalComplex: Là một tập hợp các nguyên thủy topo có kết nối với nhau.
• Đồ thị tuyến tính và phi tuyến: Topo thời gian có thể biểu diễn dưới dạng đồ thị tuyến tính (chuỗi các nút và cạnh xen kẽ liên tục) hoặc đồ thị phi tuyến (cho phép một nút là điểm bắt đầu hoặc kết thúc của nhiều cạnh, đại diện cho các nhánh thời gian khác nhau của các đối tượng).

Các hệ quy chiếu thời gian

Mọi giá trị thời gian đều phải được đo lường tương đối so với một hệ quy chiếu thời gian (TM_ReferenceSystem). Tiêu chuẩn xác định ba kiểu hệ quy chiếu phổ biến:

• Lịch và đồng hồ (TM_Calendar và TM_Clock): Lịch cung cấp cơ sở xác định vị trí thời gian theo ngày (dựa trên lịch kỷ nguyên TM_CalendarEra), trong khi đồng hồ xác định vị trí thời gian trong một ngày. Lịch Gregorian và Giờ quốc tế phối hợp (UTC) theo tiêu chuẩn ISO 8601 là hệ quy chiếu thời gian chính cho thông tin địa lý.
• Hệ tọa độ thời gian (TM_CoordinateSystem): Sử dụng thang đo khoảng thời gian liên tục dựa trên một gốc thời gian xác định (origin) và một đơn vị đo lường chuẩn (interval). Hệ thống này hỗ trợ tính toán khoảng cách và thực hiện các phép toán thời gian dễ dàng hơn.
• Hệ tham chiếu thời gian thứ tự (TM_OrdinalReferenceSystem): Áp dụng khi vị trí tương đối của các sự kiện được biết chính xác hơn thời gian tuyệt đối (ví dụ trong địa chất, khảo khảo cổ học). Hệ thống này gồm một tập hợp các thời kỳ thứ tự (TM_OrdinalEra) được sắp xếp theo trật tự phân cấp.

Xác định vị trí thời gian

Tiêu chuẩn định nghĩa các kiểu dữ liệu cụ thể để biểu diễn vị trí thời gian trong các hệ quy chiếu khác nhau:

• TM_Position: Lớp hợp nhất chứa các kiểu dữ liệu cơ bản như Ngày, Thời gian, DateTime (theo ISO 8601) hoặc TM_TemporalPosition.
• TM_TemporalPosition: Sử dụng cho các hệ quy chiếu khác ngoài Gregorian/UTC. Lớp này hỗ trợ thuộc tính indeterminatePosition (TM_IndeterminateValue) để biểu diễn các vị trí thời gian không xác định như "unknown" (không rõ), "now" (hiện tại), "before" (trước), "after" (sau).
• TM_CalDate và TM_ClockTime: Xác định ngày lịch và giờ đồng hồ bằng các chuỗi số nguyên dương đại diện cho các cấp phân cấp của lịch và đồng hồ.
• TM_Coordinate và Ngày Julian: Xác định vị trí bằng một giá trị số biểu thị khoảng cách từ gốc tọa độ. Hệ thống ngày Julian là một hệ tọa độ thời gian điển hình được dùng làm trung gian để chuyển đổi giữa các loại lịch khác nhau.
• TM_OrdinalPosition: Xác định vị trí thời gian bằng cách tham chiếu đến một thời kỳ thứ tự cụ thể trong hệ tham chiếu thứ tự.

Thời gian và các hợp phần của thông tin địa lý

Yếu tố thời gian được tích hợp vào mô hình đối tượng địa lý chung (theo ISO 19109) thông qua ba khía cạnh:

• Thuộc tính đối tượng thời gian (GF_TemporalAttributeType): Mô tả đặc điểm đối tượng gắn với thời gian, chia làm hai loại: Sự kiện (Event - xảy ra tại một thời điểm, giá trị là TM_Instant) và Trạng thái (State - tồn tại trong một khoảng thời gian, giá trị là TM_Period hoặc TM_Edge). Tiêu chuẩn cũng hỗ trợ các thuộc tính tuần hoàn (tái diễn theo chu kỳ).
• Thao tác đối tượng thời gian (GF_Operation): Mô tả cách thức các giá trị thuộc tính của đối tượng thay đổi theo thời gian, trong đó thời gian được đưa vào như một tham số đầu vào của phép toán.
• Liên kết đối tượng thời gian: Mô tả mối quan hệ giữa vòng đời của các đối tượng. Tiêu chuẩn phân loại thành liên kết thời gian đơn giản và kế tiếp đối tượng (succession). Kế tiếp đối tượng bao gồm ba dạng: thay thế đối tượng (một-một), phân chia đối tượng (một-nhiều), và hợp nhất đối tượng (nhiều-một).
• Phần tử siêu dữ liệu thời gian: Mô tả các đặc tính thời gian của chính tập dữ liệu (như thời gian thu thập, thời gian cập nhật), sử dụng các đối tượng TM_Instant hoặc TM_Period.

Các quy định về thử nghiệm, siêu dữ liệu và mô tả lịch

Tiêu chuẩn ban hành kèm theo các phụ lục hướng dẫn chi tiết nhằm đảm bảo tính tương thích khi áp dụng thực tế:

• Bộ thử nghiệm rút gọn (Phụ lục A): Quy định các phương pháp thử nghiệm cơ bản để xác minh tính phù hợp của lược đồ ứng dụng truyền dữ liệu, lược đồ thao tác dữ liệu, danh mục đối tượng, đặc tả siêu dữ liệu và siêu dữ liệu của tập dữ liệu.
• Mô tả hệ quy chiếu thời gian trong siêu dữ liệu (Phụ lục C): Quy định bắt buộc các tập dữ liệu sử dụng hệ quy chiếu khác Gregorian và UTC phải cung cấp trích dẫn hoặc mô tả chi tiết hệ quy chiếu đó trong siêu dữ liệu, sử dụng các phần tử chuẩn hóa như TM_ReferenceSystem, TM_Calendar, TM_Clock, TM_CoordinateSystem, TM_OrdinalReferenceSystem.
• Mô tả cấu trúc lịch (Phụ lục D): Hướng dẫn mô tả cấu trúc phân cấp bên trong của các loại lịch và cung cấp các ví dụ thực tế về lịch Julian, lịch Nhật Bản hiện đại, lịch Babylon cổ đại và lịch của Hệ thống định vị toàn cầu (GPS).

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN ISO 19108:2018 có tình trạng hiệu lực hiện hành. Mặc dù ngày ban hành cụ thể và ngày bắt đầu áp dụng không được nêu rõ trong tài liệu trích xuất, tiêu chuẩn này được công bố chính thức bởi cơ quan nhà nước có thẩm quyền về tiêu chuẩn đo lường chất lượng tại Việt Nam và áp dụng trên phạm vi toàn quốc.