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Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Seminar Interoperabilität für Geoinformationen Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste.

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Präsentation zum Thema: "Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Seminar Interoperabilität für Geoinformationen Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste."—  Präsentation transkript:

1 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Seminar Interoperabilität für Geoinformationen Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste Lars Bernard

2 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Spezifikationen für web-based GI-Services Struktur 1.Übersicht über Spezifikationen: –Web Catalog Services –Web Coverage Service –Web Gazetteer Services –Web Coordinate Transformation Services 2.Zwei Anwendungsbeispiele 3.Fazit 4.Frameworks für Web-GI-Dienste

3 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services Es gibt derzeit keine vollständige, konsistente Version einer Spezifikation für Web (Geo) Catalog Services Die folgenden Aussagen stützen sich primär auf: –OGC (2002): OpenGIS® Catalog Services Specification. Version: OGC Document r3. –OGC (2001b): OGC Web Services Stateless Catalog Profile. Version: OGC Document –GDI NRW (2002): Testbed II - Catalog Services für GeoDaten und GeoServices. –ISO19115 (2003): International Standard ISO Geographic information Metadata. –ISO19119 (2001): ISO/CD Geographic information - Services. (Draft)

4 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services Reference Architecture for OGC Catalogs… independent of metadata model distributed search

5 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services Client Catalog (Ctlg) Ctlg3b query Ctlg3a Ctlg3c Ctlg3 Ctlg2 Ctlg1 Reference Architecture for OGC Catalogs…

6 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services (GDI NRW) Die GDI NRW Spezifikation versucht die existierenden (tw. inkonsistenten) OGC Spezifikationen zusammenzuführen. Es werden 2 Sichten unterschieden: –Catalog für Geo-Metadaten (ISO folgend) –Catalog für Service-Metadaten (ISO folgend)

7 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services (GDI NRW) OGC Web Services Stateless Catalog Profile unterscheidet drei Interfaces 2 Interfaces sind verpflichtend: GetCapabilities zur Abfrage der Metadaten des Dienstes GetRecord für die Suche. Es muss mindestens eine der folgenden Anfrageformen und eines der folgenden Metadatenmodelle unterstützen: CQL, OGC Filter, SFSQL als Query Language FGDC, ISO 19115, ISO als Metadata Format Die Antwort enthält die gefundenen Einträge (brief, summary or full description). DescribeRecordType zur Beschreibung eines Katalogeintrages

8 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services (GDI NRW) Die service catalog Sicht: –Beschreibung von Diensten mittels ISO19119; Erweiterung um: GeographicBox (=LatLonBoundingBox); DataCoupling –3 Arten von service-data Kopplung tight loose mixed (coupled but open for additional data) –Metadaten der gekoppelten Daten werden von ISO19119 auf ISO19115 referenziert (1:n) Diese Referenz ist unidirektional ! (kein tag in für Referenz auf 19119)

9 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services (GDI NRW) Die Daten Katalog Sicht mittels ISO 19115: –Unterscheidung zwischen DataSet und Data Set Series –Data set z.B. Topographische Karte 1: von Münster Ein Produkt gehört zu einer Data Set Series (referenziert durch ISO19115: MD_Metadata::parentIdentifier) –Data Set Series in ISO z.B. Topographische Karten 1:25.000

10 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Catalog Services (GDI NRW) Die Interfaces im Überblick: –GetCapabilities –GetRecord query languages: OGC Common, OGC Filter, SFSQL query scope für verteilte Suche Response (full, brief, or summary) –DescribeRecordType –RegisterService (optional) via einer URL die ISO 19915/19 Metadaten zurückgibt Beispiel unter

11 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Coordinate Transformation Service source: Andreas Poth, lat lon Bonn Use Case I Use Case II

12 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Coordinate Transformation Service source: Andreas Poth, lat lon Bonn Use Case III / IV

13 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Coordinate Transformation Service OGC Discussion Paper (OGC r1) Die Interfaces im Überblick: – GetCapabilities (mandatory) – IsTransformable (mandatory) – DescribeTransformation (optional) – Transform (mandatory) Implementation: lat/lon source: Andreas Poth, lat lon Bonn

14 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Gazetteer Service A directory of instances of a class or classes of features containing some information regarding position ( ISO 19112: Spatial referencing by geographic identifiers.) Einsatzmöglichkeiten: –Navigation (z.B. by in an extended WMS-Client to zoom on City Center) –Geocoding –Service Invocation (z.B. im Catalog zur Unterstützung der räumlichen Suche)

15 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 1. Web Gazetteer Service Web Gazetteer Service ist ein spezialisierter WFS WFS-G OGC Discussion Paper Vs (OGC r2) Erweiter WFS::getFeature –Zum Ungang mit Ortsbezeichnern –um rekursiv durch eine Hierarchie von features (thesaurus) zu navigieren Beispiel unter ary&entryType=webService&entryId=2196&entryLang=en

16 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. GI-Diensteketten: Zwei Anwendungsbeispiele Anwendungsbeispiel 1 –Aggregation und Integration von GI-Diensten für ein Auskunftssystem –Die Dienste werden systemseitig im Sinne einer black box zusammengefügt (Aggregate Service) –Ergebnisse des GDI NRW Testbed II (2002) Anwendungsbeispiel 2 –… Links zu den Anwendungsbeispielen:

17 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 Szenario Lothar: Bei der Sturmkatastrophe 1999 wurden in Baden-Württemberg ca. 2 Mio. Festmeter Holz vom Sturm geschmissen. Es waren meist alte/überalterte Bestände betroffen. Für das Katastrophenmanagement sind die Strecken des überörtlichen Verkehrs zu identifizieren, die ggf. gesperrt bzw. freigeräumt werden müssen. Zeige mir alle überörtlichen Straßenabschnitte, die in Forstabteilungen liegen, deren Altersklasse größer als 80 Jahre ist.

18 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 Start mit Client des integrierenden Application Service: GDI NRW Client Bonn Application Service Bonn

19 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 Application Service formuliert drei Abfragen: GDI NRW Client Bonn Application Service Bonn WFS Münster 1. An WFS der Höheren Forstverwaltung (IfGI): Gib alle Forstabteilungen (einer bestimmten Baumart) mit einem Baumbestand mit einer Altersklasse von >80 Jahren!

20 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 Application Service formuliert drei Abfragen: GDI NRW Client Bonn Application Service Bonn WFS Münster 2. Mit dem Ergebnis aus der vorherigen Anfrage an den WFS des Landesbetrieb Strassen (Interactive Instruments): Gib alle Straßenabschnitte, die durch die betroffenen Forstabteilungen verlaufen! (Die Ergebnisse sind in der Geographic Markup Language in XML kodiert.) WFS Bonn

21 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 Application Service formuliert drei Abfragen: GDI NRW Client Bonn Application Service Bonn WFS Münster WFS Bonn 3. Mit dem Ergebnis vorheriger Anfrage an den WMS* des Landesbetrieb Strassen (Interactive Instruments): Zeichne Karte: - mit TK-50 des LVermA (WMS des LDS) als Hintergrund - mit alle Strassen - und allen betroffenen Strassen in gelb * Dieser WMS unterstützt Styled Layer Descroption (SLD) WMS Bonn WMS Ddorf

22 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 1 - Ergebnis:

23 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. GI-Diensteketten: Zwei Anwendungsbeispiele Anwendungsbeispiel 1 –Auskunftssystem als black box (Aggregate Service) –Ergebnisse des GDI NRW Testbed II (2002) Anwendungsbeispiel 2 –Grenzüberschreitendes Auskunftssystem –Suche nach geeigneten GI-Diensten und freies Zusammenstecken dieser Dienste (publish-find-bind) –User Defined Chaining –Ergebnis einer Interreg-Vorstudie zur Schaffung einer Cross-Border-GDI

24 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Anwendungsbeispiel 2 Szenario Maul- und Klauen-Seuche: In einem grenznahen Mastbetrieb in den Niederlanden kommt es zu einem Maul- und Klauen-Seuchen Befall. Der zuständige niederländische Veterinär stellt die Koordinaten des Falls mittels eines WMS zur Verfügung. Er kontaktiert seinen deutschen Kollegen, um entsprechende Maßnahmen (Straßensperren, etc.) einzuleiten und zu koordinieren.

25 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 2 Der deutsche Veterinär startet Client für Katalog von GI-Diensten und Daten: GDI NRW Registry Client

26 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 2 Der deutsche Veterinär startet Client für Katalog von GI-Diensten und Daten: GDI NRW Registry Client Anfrage an den Web Registry Service der GDI NRW (CeGi, GDI NRW): Suche Mapping-Dienste zu den Stichworten 'Gelderland', 'Maul- und Klauen-Seuche' Diese Anfrage wird auch an den niederländischen WRS weitergeleitet (NCGI) distributed search (hier noch mittels redundanter, dreisprachiger Metadaten-Bestände) WRS Dortmund WRS Amsterdam

27 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 2 Der deutsche Veterinär startet Client zur Integration mehrerer WMS: Die URL des mittels des Katalogs gefunden WMS wird in diesem Client hinzugefügt GDI NRW Registry Client WRS Dortmund WRS Amsterdam Map Client WMS Amsterdam

28 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 2 In gleicher Form werden weitere WMS gesucht und hinzugefügt bis die Karte steht, die als Grundlage zur Maßnahmenplanung dient: GDI NRW Registry Client WRS Dortmund WRS Amsterdam Map Client WMS Amsterdam WMS Ddorf WMS Bonn

29 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 3 mobiler Client IfGI (T)WFS WFS IfGI WMS WMS IfGI WCS WCS LDS WMS WMS

30 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Vodafone/IfGI Mapping Client

31 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 2. Anwendungsbeispiel 3 Strassendaten IfGI WFS WFS IfGI WMS WMS IfGI WCS WCS Interactive Instruments WMS WMS... WMS WMS Interactive instruments mapping client

32 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen

33 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 3. Fazit - GI-Dienste + Vorteile webbasierter GI-Dienste: –leicht nutzbar und leicht implementierbar; –geringer Komplexitätsgrad und dennoch die Möglichkeit der Vernetzung über Systemgrenzen hinweg –Dienste sind unabhängig von spezifischen Anwendungen also sehr leicht wiederverwertbar –Steigern insbesondere den Effizienzgrad von GI-Anwendungen –Eine vollständige Datenharmonisierung ist meist nicht notwendig (siehe X-Border) + Das gilt nicht nur für Internet Lösungen sondern auch für unternehmensinterne Intranetlösungen!

34 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 3. Fazit - GI-Dienste, also kein GIS mehr? Beispiel: Analyse von Klimasimulationen in einer UVP –Performance (Bandbreiten,...) –Interaktivität (3+1D Visualisierung,…) –Komplexität (Analysewerkzeuge für Experten,...) GIS sind wichtiges Werkzeug für den Experten! GIS sind notwendig zur Bereitstellung von GI-Diensten!

35 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 3. Fazit - Was geht ? Die OGC/ISO-Spezifikationen für GI-Dienste sind bereits einsetzbar und leistungsstark –und es ist mehr als interaktives Web Mapping GI-Dienste Infrastrukturen –erlauben einfachen Zugriff auf Geoinformation auch für Laien –Müssen nicht GIS ersetzen! Ein Kompromiss zwischen Interoperabilität & Offenheit versus Komplexität & Funktionalität fehlt noch Es gibt Ansätze zur Verkettung von GI-Diensten über System-, Institutions- und Ländergrenzen

36 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 3. Fazit - Was fehlt ? Operationelle GI-Dienste und GDI operationell –Mangelndes Bewusstsein GDI –Mangelnde Stabilität aktueller Spezifikationen mangelnde Akzeptanz –Unterschiedliche Auffassung über Geschäftsmodelle in einer GDI… GDI Verbesserte Unterstützung von GI-Dienste Ketten –Für die Definition und ad-hoc Komposition fehlen tragfähige Ansätze –Semantische Interoperabilität....

37 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen 3. Fazit - Was fehlt ? Einbindung von raum-zeitvarianten Messungen und Simulationen in GI-Dienste –Verfeinerung der Ansätze für Sensor/Simulation Planning & Control Services –Interdisziplinär interoperable (Geo-)Simulationen Bewertungs- und Entscheidungsunterstützung mittels GI-Diensten –Einbindung von elementaren Analysefunktionen

38 Block 3Interoperabilität für Geoinformationen Vorbereitung Austria-Mini-GDI Webseite Block 3 und 5 Auswahl und Aufbereitung geeigneter Daten Dokumentation zur kurzen Beschreibung des eingesetzten MapServers, zu Umsetzung und zu Erfahrungen Der Mediator schickt ein wöchentliches update an alle(!) Seminarteilnehmer Vorbereitung eines studentischen (Poster-)Beitrages für die AGIT 2004 auf Grundlage der Präsentationen und der Dokumentationen


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