Datenaustausch und Interoperabilität Dienste für eine offene Geodateninfrastruktur von Mathias Ott

Übersicht Problemstellung Geodateninfrastruktur am Beispiel NRW –Grundlagen –Publish/Find/Bind – Paradigma Services –Definition –Beispiele –Verkettung von Services Anwendungsbeispiel –Suchen von Services

Problemstellung Wieso wird eine offene Geodatenstruktur nötig? –Umstellung von analogen auf digitale Daten –Die digitalen Daten sind im Internet auf verschiedenen Geodatenbanken verteilt =>Die Geoinformationen stehen im Internet zur Verfügung, Problem ist es diese zu finden

Problemstellung Wo sind die Problemfelder? –Die Geodaten liegen verteilt über mehrere Institutionen und Ländergrenzen vor –Die Daten weisen je nach Erfassungsgrund verschiedene Qualität, Aktualität, Bezugsmaßstäbe und Koordinatensysteme auf –Unterschiedliche herstellerspezifische Datenformate

Problemstellung Wie werden die Probleme gelöst? –Standardisierte Schnittstellen nach dem Open GIS Consortium –Services die die Suche unterstützen =>Verkettung der Services ermöglicht eine offene Geodatenstruktur

Services - Anwendungen Beispiele: –Bestelldienste für analoge/digitale Kartenprodukte, Luftbilder –Bereitstellung statistischer demographischen Daten zu einem Postleitzahlengebiet –Bereitstellung eines Transformation Service um UTM – Koordinaten in GK – Koordinaten umwandeln zu können

Beispiel für einen Service

Geodaten Infrastruktur am Beispiel NRW Ziel: Entwicklung des Geoinformationsmarktes Durchführung:Auf Basis internationaler Standards soll ein transparentes Netzwerk interoperabler Services entstehen =>Zugriff auf die im Markt verfügbaren Geoinformationsprodukte

Grundlage Die Spezifikationen des Open GIS Consortiums und der ISO (ISO 19113, ISO 19115) =>folgt dem publish/find/bind - Paradigma

publish/find/bind-Paradigma AnbieterBroker Nutzer Geo Services Catalog publish find bind erzeugt Verkettung organisiert, managt erzeugt, erweitert, pflegt fragt nach Informationen zu Services greift über Referenzen zu Von Dr. Uwe Voges

publish/find/bind - Paradigma Sieht das dynamische Binden von Services in einer verteilten Umgebung vor Die wichtigen Rollen: –Anbieter stellen Services sowie beschreibende Metadaten zur Verfügung –Broker bietet Kataloge und Dienste an und verwaltet Services –Nutzer sucht, findet und verwendet diese Service

Services Vordefinierte Typen mit einem jeweilig spezifischem Interface Jeder Service-Typ ist durch einen eindeutigen Namen identifiziert Der Datenaustausch erfolgt durch standardisierte Schnittstellen (XML, GML, ISO Spatial Schema etc.)

Services Einteilung nach dem Open GIS Consortium: –Human interaction service –Model/information managment service –Workflow/task managment service –Processing service –Communication service –Managment service

Service - Definition Einteilung nach dem Open GIS Consortium: –Human interaction services =>Kommunikation zwischen Nutzer und Dienstleistung Beispiel: Client Service –Model/information managment services =>Leiten den Zugriff auf den Datenserver Beispiel: Web Catalog Service (WCAS) Web Feature Service (WFS) Web Gazetter Service (WFS – G) Web Coverage Service (WCS)

Service - Definition –Workflow/task managment services =>Unterstützung bei komplexen Anfragen –Processing services =>Verarbeitung, Umkonvertierung, Transformation von Daten Beispiel:Web Coordinate Transformation Service (WCTS) –Communication services =>Dienste zum transferieren von Daten innerhalb eines Netzwerkes Beispiel:Encoding service =>Verschlüsselt die Datenübertragung –System managment services =>Dienste zur Verwaltung der Geodatenstruktur

Web Map Service (WMS) Internetbasierte Erzeugung von Karten aus Raster- und Vektordaten. =>Können von jedem gängigen Web Browser visualisiert werden

Web Feature Service (WFS) Internetbasierter Zugriff auf Vektordaten =>sind GML konform codiert XML Dokumente =>liefert Dokumente an den Client die dort weiterverarbeitet werden können

Web Coverage Service (WCS) Internetbasierter Zugriff auf Rasterdaten –Werden in einem Bildformat an den Client geliefert –Können dort weiterverarbeitet werden

Web Catalog Service Internetbasierter Katalogdienst zur Verwaltung und Recherche von Daten und Services =>ermöglicht das Auffinden von Daten und Diensten unter Berücksichtigung von fachlichen und räumlichen Kriterien

Web Coordinate Transformation Service (WCTS) Ermöglicht die internetbezogene Transformation von Koordinaten eines räumlichen Referenzsystems in ein anderes. =>UTMinGauß-Krüger

Verkettung von Services Drei Verkettungsmöglichkeiten: –Tansparent chaining –Translucent chaining –Opaque chaining

Verkettung von Services Client Catalog Services Service 1Service 2Service 3 Transparent chaining 1) Suchanfrage 2) Suchergebnis 3) Anfrage 4) Anfrage 5) Anfrage Rückfrage 6) Ergebnis ISO/DIS 19119

Verkettung von Services 1)Nutzer beauftragt einen Client um eine Suchanfrage an den Catalog Service zu senden. 2)Der Catalog Service sendet Vorschläge für Services an den Client. 3) Der Client stellt eine Anfrage beim 1.Service 4) Der Client stellt eine Anfrage beim 2. Service =>Rücksprache mit dem Ergebnis des 1. Services 5) Der Client stellt eine Anfrage beim 3. Service =>Rücksprache mit dem Ergebnis des 1. und 2.Services 6)Das Ergebnis wird zum Client zurückgesendet

Verkettung von Services Client Workflow Service Service 1Service 2 Translucent chaining 1) Verkettungsanfrage 4) Ergebnis Status Report 2) Anfrage3) Anfrage Rückfrage ISO/DIS Status Report

Verkettung von Services 1)Nutzer beauftragt einen Client um eine komplexe Suchanfrage an den Workflow Service zu senden. 2) Der Workflow Service ermittelt die Infrage kommenden Services Der Workflow Service stellt eine Anfrage beim 1.Service Der Workflow Service erhält das Ergebnis Status Report sowohl vom Service an den Workflow Service wie auch an den Client =>beide können jederzeit die Suche abbrechen 3) Der Workflow Service stellt eine Anfrage beim 2. Service Status Report sowohl vom Service an den Workflow Service wie auch an den Client =>beide können jederzeit die Suche abbrechen =>Rücksprache mit dem Ergebnis des 1. Service 4)Das Ergebnis wird zum Client zurückgesendet

Verkettung von Services ClientAggregate Service Service 1Service 2 Opaque chaining 1) Verkettungsanfrage 4) Ergebnis 2) Anfrage 3) Anfrage Rückfrage ISO/DIS 19119

Verkettung von Services 1)Nutzer beauftragt einen Client um eine Suchanfrage an den Aggregate Service zu senden. =>Der Nutzer weiß nicht, daß der Aggregate Service auf andere Services zurückgreift!!! 2) Der Aggregate Service ermittelt die Infrage kommenden Services und stellt eine Anfrage an den 1. Service Ergebnis wird dem Aggregate Service mitgeteilt Der Client erhält keine Informationen über den Stand der Dinge =>die Suche kann nicht abgebrochen werden 3) Der Workflow Service stellt eine Anfrage beim 2. Service Ergebnis wird dem Aggregate Service mitgeteilt Der Client erhält keine Informationen über den Stand der Dinge =>die Suche kann nicht abgebrochen werden =>Rücksprache mit dem Ergebnis des 1. Service 4)Das Endergebnis wird zum Client zurückgesendet

Anwendungsbeispiel Suchen eines Services z.B. Informationen über Bonn

Suche nach einem Services Zugang: GDI NRW Portal Suche: mittels einer Übersichtskarte oder geographischen Namen Catalog ClientMap Client Web Gazetteer Service Web Map ServiceWeb Catalog Service Web Feature Service Web Coverage Service Web Coordinate Transformation Service aufrufen Georeferernzierung Visualisierung der Kartengraphik Abruf der Geodaten Koordinaten transformieren Suche nach Services Abruf der Geodaten Zwischenergebnis Von Jens Fitzke

Anwendungsbeispiel: Suche nach einem Service – Den Zugang erhält man über ein Portal Erzeugung einer Übersichtskarte: –Hierfür wird der Catalog Client und der Map Client aufgerufen –Die Suchanfrage wird an den WMS gesendet, um eine Karte erstellen zu können –Der WMS holt sich die nötigen Vektor- und Rasterdaten vom WFS bzw. vom WCS –Das Ergebnis der Übersichtskarte geht an den Catalog Client zurück Suche nach den gewünschten Diensten: –Der Catalog Client stellt eine Anfrage an den Web Catalog Service. Dieser kann die Suche auf mehrere Web Catalog Services verteilen. –Der Web Catalog Service ruft die entsprechenden Vektor- und Rasterdaten vom WFS und WCS ab. –Die aufgefundenen Services werden an den Anwender zurückgesendet

Quellen OpenGIS- Web-Services im Test GeoBit 4/2004 von Thorsten Kunkel Kommunikation ist angesagt GeoBit 11/2002 von Uwe Voges Open GIS Consortium Topic 12: OpenGIS Service Architecture Deegree – ein Open-Source-Projekt zum Aufbau von Geodateninfrastrukturen auf Basis aktueller OGC- und ISO-Standards GIS 9/2003 von Jens Fitzke

Vielen Danke für Ihre Aufmerksamkeit!