Der OKSTRA - ein Überblick aus technischer Sicht€¦ · OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./20.12.2017 Folie 27 OKSTRA®-Werkzeuge: Profil-Editor Idee der Profilbildung Das OKSTRA®-Datenmodell

AS 1

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Der OKSTRA® - ein Überblick aus

technischer Sicht

Bernd Weidner / Jochen Hettwer

OKSTRA/IFC-Workshop Essen Folie 219./20.12.2017

Inhalt des Vortrages

Der OKSTRA® - Zielsetzung & Technische Umsetzung

Die OKSTRA®-Klassenbibliothek (OKLABI)

Weitere OKSTRA®-Werkzeuge

Die OKSTRA®-Homepage


Der OKSTRA®: Definition

OKSTRA® – „Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen“

Konzeptionelles, objektorientiertes Datenmodellmit Objektarten aus den verschiedensten Bereichen des Straßen- und Verkehrswesens

Abstützung auf bestehende Regelwerke

Ableitung eines standardisierten Datenformats aus dem konzeptionellen Modell (geeignet für Dateischnittstellen & Web-Services)


Der OKSTRA®: Zielsetzung und

Einsatzmöglichkeiten

Ziel: Ermöglichung eines standardisierten, universellen Datenaustauschs:

- Beseitigung von Medienbrüchen

- Mehrfachnutzung einmal erfasster Daten

- Wahlweise Verwendung verschiedener Softwarekomponenten für eine Aufgabe

- Einsatz in serviceorientierten Architekturen (SOA) Informationsmanagement

Der OKSTRA®: Objekte

19./20.12.2017OKSTRA/IFC-Workshop Essen Folie 5


Der OKSTRA®: Thematischer Umfang

Übersicht

Allgemeine Objekte - Historisierung

Straßen-

Netz

Ad-

minis-

tration

Bau-

werke

Straßen-

entwurfUnfall

…

Straßen- und Verkehrswesen


Der OKSTRA®: Thematischer Umfang

Details zu Fachthemen

Allgemeine Geometrieobjekte (Geometrie+Fachbedeutung) (RAS-Verm, Länder-FB-Listen)

Bauliche Straßeneigenschaften (ASB, RAA, RAL, RASt, RStO)

Bauwerke (ASB-ING, ASB, RLS)

Beschilderung (statisch, dynamisch) (StVO, RWB, RWBA…)

Entwurf (konstruktiv: Achse, Gradiente, Deckenbuch…) (RAA, RAL, RASt)

Entwässerung (RAS-Ew, ZTV-Ew)

Grunderwerb, Liegenschaften, Kataster

Kostenberechnung (AKVS)

Landschaftsplanung, Ökologie (RLBP, ELA, ASB)

Lichtsignalanlage (RiLSA)

Projektressourcen (CSBF)

Ruhender Verkehr (EAR, ERS, ASB)

Straßenausstattung (ASB, RPS,…)

Straßennetz (ASB, kommunale Netze)

Straßenzustandsdaten (ZEB-Methodik)

Telematik (RWVA, RWVZ)

Unfallbeschreibung

Verkehr (statisch, z.B. Verkehrseinschränkungen; dynamisch, z.B. Verkehrslage, Verkehrsstärken; Arbeitsstellen)

Vermessung und Topografie (RAS-Verm)

Zählstellen (ASB)

Übersicht in Forschungsbericht „Definition von Konvertierungsverfahren und prototypische Umsetzung…“ 02.0354 (Kap. 4.4)


Der OKSTRA®: Technische Realisierung

(ab Vers. 2.016)

UML-

Referenzmodell(Enterprise-

Architect-Projekt)PDF-

Dokumentation

HTML-

Dokumentation

OKLABI

Klassenbibliothek

OKSTRA-XML

Austauschformat

OKSTRA-

Werkzeuge

XMI-

Modellexport

UML

UML – „Unified Modeling Language“

Grafische Modellierungssprache

ISO-Standard (ISO/IEC 19105 für Version 2.1.2)

sehr stark verbreitet (Nutzung u.a. bei AFIS-ALKIS-ATKIS und INSPIRE)

viele Software-Werkzeuge vorhanden (und entsprechendes Know-how in Software-Firmen)



UML: Beispiel

class Böschung

«FeatureType»

Boeschung

+ Art_Boeschung :Art_Boeschung

OKSTRA_Objekt

«FeatureType»

Boeschungskantenabschnitt

+ Liniengeometrie :GM_Curve [0..1]

+ undeutlich :Dreiwertige_Logik

OKSTRA_Objekt

«FeatureType»

Kehle

+ Liniengeometrie :GM_Curve [0..1]

OKSTRA_Objekt

«FeatureType»

S_Allgemeine_Objekte::

Status_Eigenschaft

+ Bestandsstatus :Bestandsstatus

+ist_Unterkante_zu

0..*

+hat_Unterkante

1..*

{ordered}

+gehoert_zu_Boeschung 1..1

+hat_Kehle 0..*

+ist_Oberkante_zu

0..*

+hat_Oberkante

1..*

{ordered}

OKSTRA®-XML

XML-Datenaustauschformat, beschrieben durch die Schemasprache XML Schema

OKSTRA®-XML-Schema ist GML-Applikationsschema (GML – „Geography Markup Language“ des OGC)

Automatische Ableitung des OKSTRA®-XML-Schemas aus dem Referenzmodell

Ausgewählte Liste von Koordinatensystemen

Ausgewählte GML-Geometrietypen


GML

An GIS-Terminologie angepasst

ISO/TC 211 19136

Datenobjekte heißen „Features“

Ein Feature besteht aus 1…n „Properties“

Werte von Properties können sein: Basics: Zahlenwerte, Text usw.

andere Features per Verweis oder Einbettung

Geometrie: 0D (Punkt), 1D (Linien), 2D (Flächen), 3D (Volumenkörper)

Hierarchischer Aufbau: Volumenkörper aus Begrenzungsflächen aus Randlinien aus Punkten

Viele spezielle Geometrietypen: u.a. Kreisbögen, Kegelschnitte, Klotoiden, Splines, Bezier; triangulierte Flächen, Kegelmantel



OKSTRA®-XML: Beispiel

<gml:featureMember>

<okstra:Boeschung gml:id="Boeschung.69">

<okstra:Bestandsstatus

xlink:href="#Bestandsstatus.2"/>

<okstra:Art_Boeschung>5<okstra:Art_Boeschung/>

<okstra:hat_Oberkante xlink:href=

"#Boeschungskantenabschnitt.70"/>

<okstra:hat_Unterkante xlink:href=

"#Boeschungskantenabschnitt.71"/>

</okstra:Boeschung>

</gml:featureMember>


(Versionen 1.000 bis 1.015)


NIAM-

Diagramme

EXPRESS-

Referenzmodell

OKSTRA-CTE

Austauschformat

OKSTRA-XML

Austauschformat

NIAM: Beispiel


BöschungBöschungs-

kantenabschnitt

hat

Oberkante

ist Ober-

kante zu

hat

Unterkante

ist Unter-

kante zu

Art_Böschung Kehle

hat

gehört

zu

Status_

Eigenschaft

hat


Hinweis

Es werden keine Modelle mehr in EXPRESS oder SQL erstellt

Existierende Daten in den zur EXPRESS-Modellierung gehörenden Austauschformaten können jedoch weiterhin gelesen werden (siehe OKLABI)


Allgemeine Geometrieobjekte /

Fachbedeutungslisten

Allgemeine Geometrieobjekte: „CAD-Objekte“: Spezielle Objektarten, die nur eine Geometrie (Punkt, Linie, Fläche) und ein Attribut „fachliche_Bedeutung“ besitzen

Als „fachliche_Bedeutung“ wird ein Code aus einer Fachbedeutungsliste eingetragen

Fachbedeutungslisten werden von den einzelnen Landesstraßenbauverwaltungen erstellt und auf www.okstra.de veröffentlicht


http://www.okstra.de/

OKSTRA®-Konformität


„OKSTRA® - konform“ bedeutet für eine Software in erster Linie:

Die Software ist in der Lage, OKSTRA®-Objekte auszutauschen.

Dies bedeutet insbesondere:

Die Software realisiert einen OKSTRA®-Datenaustausch, d.h. einen Import/Export von OKSTRA®-XML oder OKSTRA®-CTE (Datei- oder Webservice-Schnittstelle).

Versionierung des OKSTRA®

Versionierung des OKSTRA® erfolgt nach Bedarf(ca. 1 x pro Jahr)

zunächst Veröffentlichung einer „Kandidatenversion“ + Abstimmungsverfahren

Nach Annahme der Version endgültige Veröffentlichung auf der OKSTRA® - Homepage mit Bereitstellung aller Produkte

Aktuelle OKSTRA®-Version: 2.017

Wichtig: Alle älteren Versionen bleiben gültig


Die OKSTRA®-Klassenbibliothek (OKLABI):

Allgemeines

Frei erhältliche Softwarekomponente (www.okstra.de)

Lizenzgeber ist Bundesanstalt für Straßenwesen

Zielsetzungen:

Hilfe bei der Implementierung von OKSTRA-Schnittstellen für vorhandene Softwareanwendungen

Unterstützung bei der Entwicklung neuer „OKSTRA-fähiger“ Anwendungen

Unterstützt viele Entwicklungsplattformen





Funktionen

Programmierschnittstelle zum Zugriff aus Anwendungen heraus (API) auf verschiedenen Plattformen

Zugriff sowohl auf das Schema (Definition der Objektarten) als auch auf Inhalte (Daten)

Ein/Ausgabe sowohl dateibasiert als auch per Geo Web Service-Schnittstelle

Versionsmigration

Umfangreiche Geometrieunterstützung (2D und 3D)

Koordinatentransformationen



Funktionen

Schreiben und Lesen in Datenbanken

Unterstützung der OKSTRA®-Profile

Transaktionalität und Nebenläufigkeit – parallele oder konkurrierende Datenoperationen stören sich nicht und erzeugen keine inkonsistenten Zustände (wichtig für Webanwendungen)

Unterstützt gleichzeitig alle OKSTRA®-Versionen


Architektur

OKLABI kann prinzipiell beliebige Objektarten darstellen; keine „feste“ Programmierung von Objektarten

Zulässige Objektarten und ihre Eigenschaften liest die OKLABI aus einer Datenbank → Schemadatenbank

SQL-Script zum Einfügen der Schemadaten zu einer OKSTRA®-Version in die Schemadatenbank wird automatisiert aus dem UML-Modell abgeleitet


OKSTRA®-Werkzeuge: Online-Prüfprogramm

Ermöglicht Prüfung und Visualisierung von OKSTRA®-Daten

Läuft als Web-Anwendung auf einem Server der BASt

Verwendet zur Prüfung der Daten die OKLABI

Aufruf über www.okstra.de




OKSTRA®-Werkzeuge: OKSTRA-Werkzeug

Frei erhältliches Programm (www.okstra.de) auf Basis der OKLABI zum Prüfen, Visualisieren und Migrieren von OKSTRA®-Daten

Erweiterungsmöglichkeit durch Plugins, z.B.

Datenbanklader

Fehlerkorrektur

Eigentum der BASt



OKSTRA®-Werkzeuge: OKSTRA-FME-Plugin

FME (Feature Manipulation Engine):

Softwareanwendung für ETL(Extract-Transform-Load)-Aufgaben im GIS-Bereich

Hersteller: Safe Software (Kanada)

OKSTRA-FME-Plugin:

Plugin auf Basis der OKLABI zum Lesen und Schreiben von OKSTRA®-Daten aus FME heraus

Hilfsmittel zur interoperablen Nutzung von OKSTRA-Daten

Frei erhältlich (www.okstra.de)



OKSTRA®-Werkzeuge: Profil-Editor

Idee der Profilbildung

Das OKSTRA®-Datenmodell ist so umfangreich, dass praktisch nie das gesamte Modell benötigt wird!

Daher: Bildung geeigneter Ausschnitte (Profile) zur Beschreibung der im Hinblick auf einen bestimmten Anwendungsfall zu verwendenden Modellteile

Formalisierte Beschreibung von Profilen inkl. Datenformat (Dokument T0009 unter www.okstra.de)




Definitionsmöglichkeiten

Festlegung

der OKSTRA-Version

der zulässigen Objektarten

des Koordinatensystems

der Fachbedeutungsliste

Einschränkungen

von Kardinalitäten

von Wertekatalogen in Schlüsseltabellen

Numerische Wertebereiche

Textmuster

Zulässige Unterklassen für Relationspartner



Umsetzung

OKLABI / OKSTRA-Werkzeug können Daten gegen ein Profil prüfen

Profil-Editor zur Erstellung / Editierung von Profilen

OKSTRA®-Homepage: www.okstra.de


Referenzmodell

XML-Schemata

Dokumentation

Beispieldaten

Änderungsanträge

Abstimmungsvorschläge

Software: OKLABI und OKSTRA®-Werkzeuge

Forschungsaktivitäten

AS 1

997


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


interactive instruments GmbH

Trierer Str. 70-72

53115 Bonn

(0228) 91410-74 bzw. -89

[email protected]

[email protected]


Forschungsprojekt zum objektorientierten

OKSTRA® - Beispiel

Idee: Es werden für die Objekte keine Datenstrukturen mehr modelliert, sondern Befähigungen, bestimmte Aktionen auszuführen: Operationen

Beispiele:

Achse:GibLänge() L

Strassenentwurf:ProduziereLageplan() Dokument

Operationen können simpel oder kompliziert sein

Die Programmierung einer Operation und die evtl. nötige Datenhaltung können beliebig sein, solange nur die Aufgabe der Operation erfüllt wird



OKSTRA® - Beispiel

Entwurfssystem:

ÖffneProjekt(„Ortsumgehung Kleinbonum“) P

P:GibEntwässerungsplanung() EwP

EwP:ErzeugeSchacht(Lage,Ausführung)

…

ListeSchächte:WurdeAktualisiert()

EwP:WurdeAktualisiert()

…

Ende.

Einige Tage später…



OKSTRA® - Beispiel

Kostenberechnungssystem:

ÖffneProjekt(„Ortsumgehung Kleinbonum“) P

P:GibKostenberechnung() KB

Es wird herausgefunden, dass die Liste der Schächte in der Entwässserungsplanung

sich geändert hat.

EwP:GibListeSchächte() LSch

LSch:GibAnzahl() n

Preisdatenbank:GibPreis(„Schacht“) p

KB:SetzeKostenposition(„Schächte“, n*p)

KB:Drucken()

Ende.



OKSTRA® - Prototyp

Demonstrator wurde 2001 bei der BASt vorgeführt.

Verteilt: Rechner in Bergisch-Gladbach (Entwurfssystem WinNT), Bonn (Kostenberechnungssystem WinNT), Münster(Projekt- und Preisdatenbank Linux)

Technologie: Internet, SOAP

Abhängigkeiten in einem Projekt werden automatisch berücksichtigt, kein klassischer Datenaustausch mehr erforderlich


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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