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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!