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Seminar Interoperabilität für Geoinformationen

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Seminar Interoperabilität für Geoinformationen

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  1. SeminarInteroperabilität für Geoinformationen Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste21.11.2003 Lars Bernard Interoperabilität für Geoinformationen 

  2. Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste Struktur • Geschichte der GI-Interoperabilität • Spezifikationen und Standards • Organisationen OpenGIS, ISO und CEN • Überblick über aktuelle OGC/ISO Spezifikationen und Standards (als Grundlage für die Austria-Mini-GDI) Fazit Interoperabilität für Geoinformationen 

  3. Application Monolithic GIS File Systemand/or R-DBMS 1. Geschichte der GI-Interoperabilität • GIS wurden erstmals auch auf PCs eingesetzt • GIS sind proprietäre Monolithen (stand-alone Systeme) • Datenaustausch erfolgt einzig via Dateischnittestellen • Kein Austausch von Funktionalität, offene Programmierschnittstellen existieren nicht ~1985 ~1995 ~2005 Data-exchange-format era ArcView Interoperabilität für Geoinformationen 

  4. 1. Geschichte der GI-Interoperabilität Application • GIS werden offen und verteilt (Mehrschichtarchitekturen und Kompontentechnologien) • GeoMiddleware unterstützt verteilte Datenhaltung (z.B: ArcSDE, Oracle-Spatial ...) • Kommunikation über proprietäre Programmierschnittstellen • Metadaten sind das Thema… Geo- Middleware R-DBMS ~1985 ~1995 ~2005 Data-exchange-format era GI-Interoperability-via-API era Interoperabilität für Geoinformationen 

  5. 1. Geschichte der GI-Interoperabilität Application • Das OpenGIS Consortium wird gegründet: “...complete integration of geospatial data and geo-processing resources into mainstream computing...” • Simple Feature Spezifikationen (COM, CORBA, SQL) verhelfen nicht zum Durchbruch… • …erst die Web Map Service Spezifikation startet endgültig die GI-Web-Service Ära Geo- Middleware R-DBMS ~1985 ~1995 ~2005 Data-exchange-format era GI-Interoperability-via-API era Interoperabilität für Geoinformationen 

  6. GI-Services in a GDI WFS Registry WCS WMS ... ... ... Client 1. Geschichte der GI-Interoperabilität • GI-Dienste basieren auf Distributed Computing Platforms (DCP) und deren Protokollen(z.B. CORBA/IDL, WEB/HTTP  Spatial Web) • GI-Dienste kapseln klar abgrenzbare GI-Funktionalitäten • GI-Dienste folgen Standards und sind interoperabel • GI-Dienste sind status-behaftet oder statusfrei • GI-Dienste kooperieren in Infrastrukturen und können verkettet werden today ~1985 ~1995 Data-exchange-format era GI-Interoperability-via-API era OGC&ISO Interoperabilität für Geoinformationen 

  7. GI-Services in a GDI WFS Registry WCS WMS ... ... ... Client 1. Geschichte der GI-Interoperabilität • Geodaten-Infrastrukturen(GDI oder SDI) basieren technisch auf Diensten  eigentlich: GI-Dienste-Infrastrukturen! • Zahlreiche internationale, regionale und kommerzielle GDI-Initiativen entstehen: • http://inspire.jrc.it • http://www.gdi-nrw.org • http://www.geographynetwork.com today ~1985 ~1995 ~2005 Data-exchange-format era GI-Interoperability-via-API era GI-Service-Chain -on-demand era OGC&ISO Interoperabilität für Geoinformationen 

  8. 2. Spezifikationen und Standards • Zur Erinnerung: • Allgemein akzeptierte Spezifikationen bzw. Standards sind Grundlage der Ineroperabilität • Unterscheide • Spezifikationen • de jure Standards (= Normen) • de facto Standards • i.d.R. schaffen spezielle Organisationen Spezifikationen bzw. Standards… Interoperabilität für Geoinformationen 

  9. 3. Organisationen OpenGIS, ISO und CEN • International Standardization Organization • Comité Européen de Normalisation • OpenGIS Consortium • Nationale Normungsgremien (ÖNORM, DIN, …) Interoperabilität für Geoinformationen 

  10. 3. ISO - Organisation • Die International Organization for Standardization benannt nach isos (griech.: gleich) ist 1946 gründet worden • ISO ist ein Netzwerk der nationalen Standardisierungsgremien aus 147 Ländern • Jedes Land stimmt gleichberechtigt ab (equal footing) • Mehr als 13 700 Standards entwickelt • Finanzierung durch Mitgliederbeiträge und Verkauf der Standards • ISO gliedert sich in Technical Committees, diese in Working Groups... Interoperabilität für Geoinformationen 

  11. 3. ISO - Vorgehen (stark vereinfacht!) • In Sitzungen der Working Groups der einzelnen Technical Committees entwickeln die Vertreter der nationalen Normungsgremien Draft International Standard (DIS) • Diese DIS werden in Gesamt-ISO zirkuliert und kommentiert • Dann zu einem finale DIS (FDIS) überarbeitet und bei abschließender Annahme (Stimmmehrheit) zu einem ISO Standard Interoperabilität für Geoinformationen 

  12. 3. ISO - Geoinformation • ISO Technical Committee 211 Geographic Information  seit 1994  191xx-Normen • ISO Technical Committee 204 Intelligent Transport Systems Interoperabilität für Geoinformationen 

  13. 3. ISO - Übersicht über 191xx-Normen Interoperabilität für Geoinformationen 

  14. 3. CEN - Organisation • Comité Européen de Normalisation wurde 1961 durch die EWG gegründet • Ähnliche Prinzipien und ähnlicher Aufbau wie ISO mit Fokus Europa • Jedoch: CEN-Normen sind für die EU-Mitgliedstaaten bindend • CEN arbeitet seit dem Vienna Agreement 1993 synergetisch mit ISO Interoperabilität für Geoinformationen 

  15. 3. CEN - Geoinfomation • CEN TC 287 wurde 1993 gegründet und ruht seit der Gründung von ISO TC 211 • CEN TC 287 wird nun wiederbelebt, um für die künftige Europäische Geodateninfrastruktur • ISO Spezifikationen als Europäisch verpflichtend einzuführen; • Fehlende Spezifikationen für die Europäische Geodateninfrastruktur zu schaffen (Multilingualität, Profile, …). Interoperabilität für Geoinformationen 

  16. 3. OpenGIS Consortium - Organisation • Das OpenGIS Konsortium wurde 1994 als non-profit Organisation gegründet: • The Open GIS Consortium (OGC) is an industry consortium whose members work in a collaborative, consensus process to enhance and enable interoperability for technologies involving spatial information and location. • The OGC Vision is a world in which everyone benefits from geographic information and services made available across any network, application, or platform. • The OGC Mission is to deliver spatial interface and encoding specifications that are openly and publicly available for global use. • Es umfasst heute mehr als 250 Mitglieder aus Wirtschaft, Verwaltung und Wissenschaft. Interoperabilität für Geoinformationen 

  17. 3. OpenGIS Consortium - Organisation • OGC entwickelt Abstract Specificationsund Implementation Specifications • Seit 1998 gibt es ein Cooperation Agreement mit ISO TC 211, dass durch eine Joint Advisory Group (JAG) realisiert wird - Die Idee: • ISO 191xx Standards und OGC Abstract Specifications sollen zusammengeführt und homogenisiert werden • OGC Implementation Specifications sollen in den ISO Standardisierungsprozess eingebracht werden Interoperabilität für Geoinformationen 

  18. 3. OpenGIS Consortium - Organisation (from http://www.opengis.org/about/?page=programs) Interoperabilität für Geoinformationen 

  19. 3. OpenGIS Consortium - Verfahren (stark vereinfacht!) • Spezifikations-Ideen können im Prinzip von jedem Mitglied eingebracht werden. • OGC-intern zirkulieren diese als sogenannte Discussion Papers bzw. CandidateSpecificationsals zu kommentierende Vorläufer eventueller Spezifikationen. • Der Abstimmungsprozess über Annahme einer Spezifikation erfolgt unter den Mitgliedern unter Leitung des OGC Planning Committee. Interoperabilität für Geoinformationen 

  20. 3. OpenGIS Consortium - Testbeds & Pilots • Testbeds - Dauer rd. 6-8 MonateIn Testbeds werden in Kooperation mehrer Entwicklergruppen Entwürfe für Implementation Specifications entwickelt und gleichzeitig Referenzimplementierungen als proof-of-concept realisiert  Beschleunigung der Spezifikationsarbeiten • Pilots - Dauer rd. 6-12 MonateHier werden existierende Implementation Specifications genutzt, um in einer Domäne eine Anwendung zu realisieren.  Nachhaltigkeit Interoperabilität für Geoinformationen 

  21. 3. (Künftiges) Zusammenspiel ISO/OGC/CEN in Europa Working GroupsZur Entwicklung von ISO 191xx Standards ISO (TC 211) 19 1xx Impl. Spec OpenGISConsortium CEN(TC 287) Akzeptiert ISO-Normen als Europäisch verpflichtend ESDI Working Group(s) Zur Validierung und Egänzung von ISO und OGC Spec's für ESDI Testbeds & Pilots Zur Entwicklung von Implementation Specificationsund Validierung von ISO 191xx Interoperabilität für Geoinformationen 

  22. 4. ISO&OGC für die Austria-Mini-GDI • OGC & ISO nutzen verschiedene Viewpoints für Beschreibung von Standards (aus ISO Reference Model for Open Distributed Processing; RM-ODP) Interoperabilität für Geoinformationen 

  23. 4. ISO&OGC für die Austria-Mini-GDI Der Versuch eines Überblicks mit Aspekten aus: • Information Viewpoint • (Geo-) Feature Model • Geometrymodel • Computational Viewpoint • Open Service Architecture • Engineering Viewpoint/Technology Viewpoint • OGC Web Services Interoperabilität für Geoinformationen 

  24. 4. Information Viewpoint (Geo-) Feature Model (Prinzip!) Interoperabilität für Geoinformationen 

  25. 4. Information Viewpoint (Geo-) Feature Model  Geometrymodel Interoperabilität für Geoinformationen 

  26. VisualisierungsdienstAnbieter D     Geodaten-dienstAnbieter B GeokatalogdienstAnbieter A Routingdienst Anbieter C Comp. Viewpoint - GI Service Architecture(ISO 19119) Webapplikation Routing Anbieter I GDI Interoperabilität für Geoinformationen 

  27. Webapplikation Routing Anbieter I GeokatalogdienstAnbieter A VisualisierungsdienstAnbieter D Geodaten-dienstAnbieter B Routingdienst Anbieter C Comp. Viewpoint - GI Service Architecture (ISO 19119) • Geographic Model/Information Management Services • Geographic Human Interaction Services • Geographic Processing Services • Geographic Workflow/Task Management Services • Geographic Communication Services Interoperabilität für Geoinformationen 

  28. Comp. Viewpoint - GI Service Architecture (ISO 19119) 3 Arten von GI-Diensteketten: • Aggregate ServiceSystemseitige Integration der benötigten GI-Dienste (black box) • User Defined ChainingAnwender recherchiert GI-Dienste und stellt Kette zusammen • Workflow-Managed ChainingNutzung eines Workflow Enactment Service zur Organisation und Ausführung der Kette Interoperabilität für Geoinformationen 

  29. Technology Viewpoint - OGC Web Services • Geographic Markup Language • Codierung von Geoinformationen • Web Catalog Services • Recherche nach GI-Diensten & Daten • Web Feature Services • Zugriff/Fortführung vektorieller Geodaten • Web Gazetteer Services • Verstandortung geographischer Bezeichner in geodätischen Koordinatensystemen • Web Coverage Service • Zugriff auf gerasterte Geodaten • Web Mapping Services • Web Coordinate Transformation Services Interoperabilität für Geoinformationen 

  30. Technology Viewpoint - OGC Web Services WellKnownServiceGetCap‘s des OpenGIS Basic Service Model WRS WMS WPOS WFS Pricing&Ordering Service Preisanfrage und Bestellung Feature Service Data Access via GML Map Service Visualisierung Registry Service Katalog für Geodienste Interoperabilität für Geoinformationen 

  31. Fazit • ISO, OGC und CEN sind derzeit die relevanten Organisationen für GI-Interoperabilitätsspezifikationen und -standards • Diese Organisationen arbeiten (inzwischen) ergänzend und in enger Kooperation • Ein unfassender Überblick ist noch recht schwierig… • Existierende OGC Web Services können Basis einer GDI sein… Interoperabilität für Geoinformationen 

  32. Literaturstartpunkte… • Buehler, K. (2003, Ed.): OpenGIS Reference Model. http://www.opengis.org/info/orm/03-040.pdf • OGC: www.opengis.org • ISO: www.iso.org • CEN: www.cenorm.be • Barelme, N. (2000): Geoinformatik. Springer • Bernard, L.; Streit, U. (2002): Geodateninfrastrukturen und Geoinformationsdienste: Aktueller Stand und Forschungsprobleme. In: Seyfert, E. (Ed.): Zu neuen Märkten - auf neuen Wegen - mit neuer Technik. Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie und Fernerkundung (Band 11). 11-20. http://ifgi.uni-muenster.de/~bernard/publications/DGPF200_BernardStreit.pdf Interoperabilität für Geoinformationen 

  33. Referate OGC Web Services & Encoding • Vortrag 1: OGC Geographic Markup Language (Grottenegg Heinz, Rauter Marina) • Vortrag 2: OGC Web Feature Service (Andrae Stefanie, Staber Anna) • Vortrag 3: OGC Web Mapping Service (Christiane Ottacher, Melanie Tomintz, Petra Guggenberger) Interoperabilität für Geoinformationen 

  34. Vorbereitung Austria-Mini-GDI • Alle bis zum 12.12.03: Einlesen in das WMS Cookbook ! Interoperabilität für Geoinformationen