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Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
SeminarInteroperabilität für Geoinformationen
Spezifikationen und Standards für interoperable Geoinformationsdienste
21.11.2003
Lars Bernard
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
Spezifikationen und Standards für interoperable GeoinformationsdiensteStruktur
1. Geschichte der GI-Interoperabilität
2. Spezifikationen und Standards
3. Organisationen OpenGIS, ISO und CEN
4. Überblick über aktuelle OGC/ISO Spezifikationen und Standards (als Grundlage für die Austria-Mini-GDI)
Fazit
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
~1985 ~2005
1. Geschichte der GI-Interoperabilität
~1995
Application
MonolithicGIS
File Systemand/or
R-DBMS
Data-exchange-format era
ArcView ArcView
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
~1985 ~2005
1. Geschichte der GI-Interoperabilität
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…
~1995
Data-exchange-format era
Application
Geo-Middleware
R-DBMS
GI-Interoperability-via-API era
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
~1985
1. Geschichte der GI-Interoperabilität
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
~1995
Data-exchange-format era
Application
Geo-Middleware
R-DBMS
GI-Interoperability-via-API era
~2005
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
~1985
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
~1995
Data-exchange-format era
GI-Interoperability-via-API era
GI-Services in a GDI
Client
WFS
Registry
WCS
WMS
.........
OGC&ISO OGC&ISO
today
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
~1985 ~2005
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
~1995
Data-exchange-format era
GI-Interoperability-via-API era
GI-Service-Chain -on-demand eraOGC&ISO OGC&ISO
GI-Services in a GDI
Client
WFS
Registry
WCS
WMS
.........
today
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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…
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. Organisationen OpenGIS, ISO und CEN
International Standardization Organization
Comité Européen de Normalisation
OpenGIS Consortium
Nationale Normungsgremien (ÖNORM, DIN, …)
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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...
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. ISO - Geoinformation
ISO Technical Committee 211 Geographic Information
seit 1994
191xx-Normen
ISO Technical Committee 204 Intelligent Transport Systems
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. ISO - Übersicht über 191xx-Normen
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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, …).
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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.
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. OpenGIS Consortium - Organisation
OGC entwickelt Abstract Specifications und 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
Abstract Spec
CORBAImplementation
Spec
OLE/COMImplementation
Spec
JAVAImplementation
Spec
C++Implementation
Spec...
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. OpenGIS Consortium - Organisation
(from http://www.opengis.org/about/?page=programs)
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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. Candidate Specifications als zu kommentierende Vorläufer eventueller Spezifikationen.
Der Abstimmungsprozess über Annahme einer Spezifikation erfolgt unter den Mitgliedern unter Leitung des OGC Planning Committee.
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
3. (Künftiges) Zusammenspiel ISO/OGC/CEN in Europa
ISO (TC 211)
OpenGISConsortium
CEN(TC 287)
Impl. Spec
19 1xx
Testbeds & Pilots Zur Entwicklung von Implementation Specificationsund Validierung von ISO 191xx
Working GroupsZur Entwicklung von ISO 191xx Standards
Akzeptiert ISO-Normen als Europäisch verpflichtend
ESDI Working Group(s) Zur Validierung und Egänzung von ISO und OGC Spec's für ESDI
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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)
Enterpriseviewpoint
Informationviewpoint
Computationalviewpoint
Engineeringviewpoint
Technologyviewpoint
(Business Process Models -Context/Scope)
(Domain Model)
(ArchitectureModel - IT)
(Distribution structure& patterns)
CORBAJava APIs ActiveX
DCOM
Domain use-cases +process / activity
models
typemodels
collaborationmodels
(Infrastructure mappings)
SQL/ODBC, ODMG, ...
OMT/UMLtools
Role-modellingtools (OOram)
Use Case toolsprocess-modelling
tools
Frameworks fordistribution concerns
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
4. Information Viewpoint (Geo-) Feature Model (Prinzip!)
FeatureFeatureType FeatureProperty
GeometryFeatureCollection
C_Function SpatialReferenceSystem
Coverage
Geometry ist eineRealisierung einesFeatureProperty
definiertFeature
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
4. Information Viewpoint (Geo-) Feature Model Geometrymodel
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
WebapplikationRoutingAnbieter I
RoutingdienstAnbieter C
GeokatalogdienstAnbieter A
Geodaten-
dienstAnbieter B
GDI
Comp. Viewpoint - GI Service Architecture(ISO 19119)
VisualisierungsdienstAnbieter D
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
GeokatalogdienstAnbieter A
VisualisierungsdienstAnbieter D
Geodaten-dienst
Anbieter B
RoutingdienstAnbieter C
WebapplikationRoutingAnbieter I
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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 Chaining Nutzung eines Workflow Enactment Service zur Organisation und Ausführung der Kette
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
Technology Viewpoint - OGC Web Services
WellKnownServiceGetCap‘s des OpenGIS Basic Service Model
Map Service Visualisierung
Registry ServiceKatalog für Geodienste
Pricing&Ordering ServicePreisanfrage und Bestellung
Feature Service Data Access via GML
WRS WPOS WFS WMS
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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…
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
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)
Block 3 Interoperabilität für Geoinformationen
Vorbereitung Austria-Mini-GDI
Alle bis zum 12.12.03: Einlesen in das WMS Cookbook !
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