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

Anbieter

Broker

Nutzer

Geo Services

Geo Services

Catalog

publishfind

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 DienstleistungBeispiel: Client Service

– Model/information managment services=> Leiten den Zugriff auf den DatenserverBeispiel: 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 DatenBeispiel:Web Coordinate Transformation Service (WCTS)

– Communication services=> Dienste zum transferieren von Daten innerhalb eines NetzwerkesBeispiel: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.=> UTM in Gauß-Krüger

Verkettung von Services

Drei Verkettungsmöglichkeiten:

– Tansparent chaining– Translucent chaining– Opaque chaining

Verkettung von Services

ClientCatalog Services

Service 1 Service 2 Service 3

Transparent chaining

1) Suchanfrage

2) Suchergebnis

3) Anfrage 4) Anfrage 5) Anfrage

Rückfrage Rückfrage

Rückfrage

6) Ergebnis

ISO/DIS 19119

Verkettung von Services1) 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.Service4) 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

ClientWorkflow Service

Service 1 Service 2

Translucent chaining1) Verkettungsanfrage

4) Ergebnis

Status Report 2) Anfrage 3) Anfrage

Rückfrage

ISO/DIS 19119

Status Report

Verkettung von Services1) 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 abbrechen3) 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

Client Aggregate Service

Service 1 Service 2

Opaque chaining

1) Verkettungsanfrage4) Ergebnis

2) Anfrage 3) Anfrage

Rückfrage

ISO/DIS 19119

Verkettung von Services1) 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 werden3) 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 Servicesz.B. Informationen über Bonn

Suche nach einem Services

Zugang: GDI NRW Portal

Suche: mittels einer Übersichtskarte oder geographischen Namen

Catalog Client Map Client

Web Gazetteer Service

Web Map ServiceWeb Catalog Service

Web Feature Service Web Coverage Service

Web Coordinate Transformation Service

aufrufen

aufrufen

GeoreferernzierungGeoreferernzierung

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 PortalErzeugung 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 zurückSuche 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!