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SIG Oracle Spatial / Locator
Frankfurt, 09. September 2008
Oracle Spatial-basierte Betriebsmittelauskunft für Ver- und
Entsorgungsnetze
Petra Freutel / Nico Tebbe – Mettenmeier GmbH
2 | © 2008 2008-09-10
� Hoher Kostendruck entsteht durch die Deregulierung
� Unbundling erfordert die neue optimierte Gestaltung von Prozessen
� Kundenzufriedenheit ist wichtiger denn je
Ausgangssituation bei EVU
3 | © 2008 2008-09-10
Geodaten und Geoinformationssysteme
beim Energieversorger
GIS
� sind Spezialsysteme für komplexe Spezialaufgaben
� legen die Daten in spezialisierten und proprietären Formaten ab
� haben eigene spezialisierte Systemarchitekturen
Herausforderungen
� Geobezug vieler Analysen und Prozesse
� GIS-Kernaufgaben müssen auch zukünftig optimal gelöst werden
� Geodaten und Geofunktionen benötigen zeitgemäße Architekturen
� Geodaten müssen künftig direkt und offen genutzt werden
� Nutzung von anerkannten IT-Standards
� Stärkere Integration der Geodaten und Geoinformationssysteme in dieProzesse des Unternehmens
4 | © 2008 2008-09-10
GIS ERP und andere
DokumentationWartung/
Instandhltg.
Planauskunft für Dritte
Planung
Störungs-Management
Kunden-Information
Rechnungs-wesen
Workforce
Wartung
Von dem Nutzen der Geodaten profitieren nur GIS-basierteApplikationen
Geodaten und GIS beim Energieversorger
Ausgangslage
5 | © 2008 2008-09-10
Gemeinsame Datenbasis
Dokumentation
Planauskunftfür
DrittePlanung
Störungs-Management
Kunden-Information
Rechnungs-wesen
Workforce
Wartung/Instandhltg.
Integration von Geodaten in die Unternehmens-IT
weitere
Geodaten und GIS beim Energieversorger
Ziel
6 | © 2008 2008-09-10
Oracle Spatial
Oracle Strategie zu Geodaten
� Wahrnehmung Oracle: zunehmende Verwendung geographischer Daten kombiniert mit Businessdaten zur Unterstützung von Analysen, Prozessen und Entscheidungsfindung� Anlagenmanagement
� Vertrieb
� Steuerung der Service-Einheiten
� …
� Oracle: Fokussierung der Entwicklung im Bereich Spatial auf die umfassende Unterstützung typischer Geodaten(formate) und deren Integration in das Produktportfolio von Geodata Warehouses bis Business Intelligence
7 | © 2008 2008-09-10
Oracles Spatial Entwicklung
8 | © 2008 2008-09-10
Oracle Application Server:
MapViewer
� MapViewer ist Teil des J2EE Oracle Application Server
� Application Server beinhaltet JDeveloper, WebServices, Web Cache, JDeveloper, Web-Entwicklunsgwerkzeuge und mehr
� Java-basiertes Visualisierungstool für das Rendern von Karten auf Basis in Oracle gespeicherter räumlicher Daten
� Rendern in JPEG, PNG oder SVG
� Erlaubt den Zugriff auf verschiedene Datenquellen
� Unterstützung von OGC Web Map Services (WMS)
� Definition von Styles, Themen und Sichtbarkeiten � MapBuilder
� ! Weniger Komplexität und Möglichkeiten als im GIS
� Bereitstellung aller Basisfunktionen für die Entwicklung fokussierter Applikationen
� XML-API, Java und JSP
9 | © 2008 2008-09-10
Oracle MapViewer Architektur
Oracle
ApplicationServer
Map Rendering Engine
Applikation
Fat client (servlet, Java API)
Client(Browser,
Servlet, JSP)
Applikation
XML/HTTP
Thin client (html, javascript)
JDBC
Oracle Spatial
DatenbankMapBuilderKarten-
definitionen
Räumliche
Tabellen
10 | © 2008 2008-09-10
Oracle MapViewer basierte Applikation
ERDAS ADE Client – Applet Client
11 | © 2008 2008-09-10
“Oracle Maps” AJAX Architekture
Client
(Browser)
Applikation
XML/HTTP
JavaScript Oracle Maps API
Map Cache ServerOracle Application
Server
FOI Server
Map Rendering Engine
MapCache
Karten-
definitionen
Räumliche
Tabellen
JDBC
MapBuilderOracle Spatial
Datenbank
12 | © 2008 2008-09-10
Oracle Maps Client
HTML/Javascript Client
Standard Funktionen bereitgestellt durch OracleMapsAPI
13 | © 2008 2008-09-10
Technologie:
Oracle Spatial 10g/11g
Datenbank
Oracle Application Server 10g
Mettenmeier Erweiterungen
Oracle MapViewer + Leica ADE
Smallworld-GIS
Datenbank
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp
ADE Web Client (Applet)
oder
ADE Full Client
14 | © 2008 2008-09-10
- Smallworld VMDS – Version Managed Data Store
- Objektrelationale Datenbank (proprietär)
- Entwicklungsumgebung: SmallTalk Dialekt (Magik)
- Integriertes Topologie- und Netzwerkmodell
- So genanntes Realweltobjekt (RWO)-Konzept � Objekte mit Mehrfachgeometrien
- Spartengetrennte Datenbanken (Gas, Wasser, Strom, Kanal, …)
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp
63Kanal
44Wasser
52Gas
188Strom
ObjektklassenFachschale
15 | © 2008 2008-09-10
- Export der kompletten Fachschalenobjekte (Geometrie, Attribute)
- Export der Joins
- Ermittlung und Export der links und nodes zum Aufbau des Network Models
- Erzeugung von Zwischentabellen für Relationen der Objekte und links/nodes
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp
16 | © 2008 2008-09-10
- Erzeugung der Tabellen für das Network Model
- Aufbereitung der link/node Daten; Erzeugung von ‚hypernodes‘(Verbindungspunkte zwischen zwei Themenlayern wie Strom Mittelspannung und Niederspannung)
- Manuelle Definition der Styles, Themes, Beschriftungen, Maps und Maßstabsbereiche für Sichtbarkeiten
- Erzeugung der Ausgestaltung der Bemaßung
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp
17 | © 2008 2008-09-10
SDO_GEOMETRY
Index EngineQuery Operators
Geometry Engine
Routing
Spatial Data
Attribute Data
Network Data Model
Linear ReferencingSystem
Analysis Mining
Topology Data Model
GeoRaster
Topology, GeoRaster Types
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp
18 | © 2008 2008-09-10
“ERDAS ADE ist ein integrierter Oracle MapViewer Plattform für die Entwicklung unternehmensweiter räumlicher Applikationen, die
Echtzeitvisualisierung erfordern sowie das Analysieren und synchrone Editieren von räumlichen und attributiven Oracle Daten.”
� Eine Sourcecode Basis für Web, Remote und Mobilen Client
� Basierend auf Oracle Enterprise SOA Architektur
� Verwendung einer Kombination von MapViewer und SDOVIS Packages � Rendern individueller Objekte für Selektion/Editieren
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp basierend auf ERDAS ADE Client
19 | © 2008 2008-09-10
ADE EnterpriseADE Enterprise ADE MobileADE Mobile ADE ADE RemoteRemote
HTTP Web Server
OC4J (Oracle Containers For Java)
HTTP HTTP HTTP JDBC
JDBC
J2EE J2EE ApplicationApplication ServerServer
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp basierend auf ERDAS ADE Client
20 | © 2008 2008-09-10
Funktionalität:
� Geometrie- und Sachdatenauskunft
� Zoom und Pan
� Lesezeichen
� Adress-Suche
� Meßfunktion (Längen und Flächen)
� Abfragen
� Definierte Netzwerkverfolgung
� Redlining
� Trail
� Einfaches editieren und Validierung
� Einbinden zusätzlicher Shape-Dateien
� … Zugriff auf die gesamte Oracle Spatial Funktionalität gewährleistet
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp - Funktionsumfang
21 | © 2008 2008-09-10
Mettenmeier Auskunftsclient
Prototyp - Live
22 | © 2008 2008-09-10
� Verschiedene Varianten, GIS Daten nach Oracle zu übertragen
� Schlüsselfrage:
Ziel/Adressaten der Anwendung
Daten sind der Schlüssel
23 | © 2008 2008-09-10
Anwendungsbeispiel integrierte
Netz- und Betriebsmittelauskunft
Ausgangssituation
� Geo-, Netz- und Betriebsmitteldaten werden in unterschiedlichen Systemen gehalten� Zahlreiche betriebliche Prozesse benötigen integrierte Informationen/ eine integrierte
Auskunft
Lösung
� Integration der Daten aus den unterschiedlichen Systemen in eine Oracle SpatialDatenbank
Rahmenbedingungen/Fragestellungen
� Mögliche Kombination gleicher Objekte aus unterschiedlichen GIS in einem Oracle Thema � beeinflusst die Datenmodellierung
� Gerichteter oder bidirektionale Datenübertragung� beeinflusst die Datenmodellierung
� Anforderungen an die Darstellung/Ausgestaltung� Bidirektional: GIS-spezifische Fachlogik und Validierung während der Erfassung oder
oder einfaches Redlining/vorgangsbasiertes Editieren
Nutzen
� Kostenreduktion durch Verringerung manueller Auskunftsvorgänge� Unterstützung von weiteren Prozessen durch integrierte Daten
24 | © 2008 2008-09-10
Oracle 10gDatenbank
Oracle Application Server
GIS a
GIS b TIS
ERP
Mettenmeier Komponenten
Anwendungsbeispiel integrierte
Netz- und Betriebsmittelauskunft
25 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Ausgestaltung
Symbolik
� Maßstabsabhängige Symbol- und Textgrößendefinition wird nicht unterstützt (Skalierung)
� Diese feste Größe der Symbole/Texte relativ zum Bildschirm entspricht nicht dem Auge des GIS-Betrachters
� Symbole/Texte wirken so je nach Maßstab oft zu groß oder zu klein
� Wirkung der Positionsänderung
� Flächenfüllungen nur über ein Image möglich
� Nicht gefüllte Flächen werden nicht korrekt angezeigt � Änderung der Füllfarbe je nach Zoom
26 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Ausgestaltung
Darstellung nicht gefüllter Flächen
27 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Ausgestaltung
Symbolik
� Automatisierte Übernahme aus Smallworld war nicht problemlos möglich:
� Alle Informationen zu Farbe, Größe und Style verfügbar
� Export in DXF � Blockdefinitionen
� Map Builder � nur TTF oder SVG
� Automatisierte Erstellung dieser Formate wäre nur mit großem Aufwand möglich gewesen
� SLD (Styled Layer Descriptor / OpenGIS Specification) wird nicht verwendet, sondern eigenes Stylesystem
28 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Bemaßung
Bemaßung
� Smallworld unterstützt eigenen Geometrietyp „Dimension“
� Zusammengesetzt aus mehreren Linien, Punkten und Text
� Eigene Methodik zur korrekten Abbildung der un-/sichtbaren Komponenten
� Oracle Spatial unterstützt diese komplexen Bemaßungsgeometriennicht
� Exportfunktionen mussten dies berücksichtigen und diese Bemaßungenals einfache unabhängige Geometrien abbilden
Problem:
� Bemaßung ist kein Gesamtobjekt mehr
� Komplexere Bemaßungen schwer abzubilden
29 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Bemaßung
Bemaßung
� Ausgestaltung der Pfeilsymbolik schwierig
� MapBuilder bietet nach unserer Erkenntnis keine Möglichkeit, Linie mit Doppelpfeil auszugestalten
� Alternative: auf Linienenden Punktobjekte mit Orientierung erzeugen und diese als Pfeil ausgestalten
� Schwierigkeit: durch Nicht-Skalierung dieser Symbole erscheinen die Pfeilspitzen nicht exakt am Linienende
� „Lösung“: Darstellung der Pfeilspitzen durch tatsächliche Linien, die per Skript erzeugt wurden
30 | © 2008 2008-09-10
Bemaßung
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Bemaßung
Smallworld
MapViewer
31 | © 2008 2008-09-10
Bemaßung
?
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Bemaßung
Smallworld
Orthogonal-bemaßung
32 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Texte/Beschriftungen
Abbildung von Texten und Beschriftungen
� SW Beschriftungen werden durch Methoden (Programmcode) on-the-flyerzeugt und in Textgeometrien abgebildet
� Texte liegen also nicht direkt als ein Attribut in Smallworld vor
� Oracle Spatial unterstützt keinerlei eigenen Textgeometrietyp � Texte können nur als Beschriftung generiert werden
� Problem: MapBuilder ermöglicht keine komplexen Beschriftungsfunktionen, um Attribute zu kombinieren bzw. die Beschriftungsinhalte zu ergänzen
� Lösung: Erzeugen eines neues Attributs „Textinhalt“ während des Exports, in welches Beschriftungstexte eingetragen und für die Beschriftung in Oracle verwendet werden können
� Redundante Daten und kein Update der Beschriftung bei Attributänderung ohne weitere Trigger
33 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Texte/Beschriftungen
Abbildung von Texten und Beschriftungen in Smallworld
34 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Mehrfachgeometrien
Konzeptunterschied: Feature � RWO (Real World Object)
� Smallworld basiert auf Realwelt-Objektkonzept
� Ein Objekt kann mehr als eine Geometrie besitzen
� Bestandsplan, Übersichtsplan, …
� Individuelle Geometrien für Zustand, Netzzugehörigkeit, etc.
� Bsp. Schacht: Fläche, Schachtmittelpunkt und Deckelmittelpunkt
� Oracle Feature basiert quasi auf einer Geometrie mit Attributen
� Übertragung dieser Mehrfachgeometrien nach Oracle Spatial möglich, aber:
� Pro Geometrie � ein Thema = Pro Objektklasse bspw. bis zu 15 Themen!
� Bspw. Geomedia � Probleme, diese Daten korrekt darzustellen in Grafik und in Legende
63Kanal
44Wasser
52Gas
188Strom
ObjektklassenFachschale
35 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial - Mehrfachgeometrien
RWO (Real World Object) - Beispiele
36 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
Network Model / Topology Model
� Konzept der Trennung von Network und Topologie komplett anders als im Smallword GIS
� Oracle Toplogy Model � zielt auf Abbildung topologischer Flächenmodelle
� Oracle Network Model � Basis für Node-Link Abbildungen für Netzwerkverfolgung
� Smallworld Topologie � vereint Network und Topologieinformationen in einem Modell und ist Bestandteil der Geometriedefinition eines Objektes
� Problem: Abbildung der Smallworld Topologien und NetworkInformationen in Oracle
37 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
� Netzwerkverfolgung relevant � also nur Network Model sinnvoll
� Schwierigkeit: Oracle trennt Network Model und eigentliche Geometrien der Objekte
� Oracle bietet keinen Mechanismus, aus den exportierten Geometrien automatisch ein konsistentes Network Model abzuleiten
� Connectivity Informationen fehlen in SDO_Geometry
� Spezialfall: nicht-trennende Knoten in Smallworld
Lösung:
� manuelle Erzeugung über Node-Link-Definitionen
38 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
Lösung für unsere Anwendung:
� Export der Node- und Link-Tabellen aus Smallworld
� Oracle interpretiert diese als � reine Sachdatentabellen
� Kein Automatismus zum Aufbau eines Network Models
� Network Model musste aus diesen Nodes und Links in Oracle neu aufgebaut werden
� Parallel zum Geometriemodell
� Resultat ist somit � redundant und unabhängig von Geometrien
� Network Model lieferte beim Aufbau und auch bei Änderung keine Unterstützung hinsichtlich Konsistenzprüfung
39 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
� Trennung von Topology und Network Model erlaubt im Network Model keine topologischen Definitionen
� Smallworld unterstützt diverse Topologiethemen (sog. Manifolds) bei der topologischen Netzbildung
� Diese sind in sich geschlossen, können aber miteinander interagieren
� Bsp. Mittelspannung – Verbindungsknoten – Niederspannung oder Niederdruck- und Anschlussnetz (AG) Gas
� Zur Abbildung von Manifolds müsste Topology Model verwendet werden
40 | © 2008 2008-09-10
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
� Problem: Ergebnis nach Aufbau Network Model: Netzwerkverfolgung von Niederdruck (ND) in Anschlussleitung (AG) nicht möglich � zwei identische Knoten liegen am „Abzweig“ übereinander, die zu unterschiedlichen Topologiethemen gehören
� Lösung: Anpassung der Exportroutinen � Hauptnetzknoten wurden gelöscht und Node-IDs des ND-Netzes wurde in Link-Tabellen des ND-Netzes entsprechend mit Node-IDs des AG-Netzes überschrieben
41 | © 2008 2008-09-10
� Network Model – Speicherthematik:
� Muss bis 10 g komplett in RAM geladen werden � bei großen Netzwerken Performanceproblem
� ‚load on demand‘-Ansatz (Network Partitioning) unter Oracle 11
� Netzwerk wird aus dem Network Model als Java Objekt im Speicher generiert und nicht fortlaufend aktualisiert
� Editieren der Geometrien und des Network Models kann zu asynchronen Daten führen � veralteter Snapshot des NetworkModels im Speicher
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Network Model
42 | © 2008 2008-09-10
� Oracle unterstützt kein ‚Weltenkonzept‘
� Smallworld: Geometrien in verschiedenen Welten interagieren nicht miteinander und werden getrennt gerendert, können aber im selben Koordinatensystem liegen.
In Welten für trennt man Layer mit geographischer Lage (z.B. Wasserleitungen und Abwasserleitungen; Strom Hochspannung und Mittelspannung) o. auch Layer ohne realen geographischen Bezug (z. B. Schemapläne/Schaltpläne: jeder Schemaplan hat seine eigene Welt mit einem internen Koordinatensystem mit (0,0)Ursprung; in derselben Welt würden alle Schemapläne übereinanderliegen)
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Weltenkonzept
43 | © 2008 2008-09-10
Schema-Welt 1
Schema-Welt 2
Geographische Welt
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Weltenkonzept
44 | © 2008 2008-09-10
� Oracle definiert sich als reine Datenbank
� Keinerlei Funktionen oder Basistechnologie für Plotunterstützung
� Es fehlen:
� Templates
� Platzierungs-mechanismen
� Maßstäbe
� Etc.
� Muss alles auf Applikationsebene geschehen
Technische Hürden bei der Abbildung
in Oracle Spatial – Plotten
45 | © 2008 2008-09-10
… liefert eine gute Basis, erfordert aber noch einige technologische und funktionale Erweiterungen, um EVU-Netze GIS-konform abzubilden bzw. darstellen zu können.
Resümee
46 | © 2008 2008-09-10
Ein starkes Team durch Partnerschaft
Integration Ihrer Geodaten und Geofunktionen zur konsequenten Nutzung Ihrer Investitionen für die Prozesses des Unternehmens.
47 | © 2008 2008-09-10
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Mettenmeier GmbH
Klingenderstraße 10 - 14
33100 Paderborn
Germany
Tel: +49 (0)5251 150-320
Fax: +49 (0)5251 150-366
E-Mail: [email protected]
Internet: www.mettenmeier.de