Der OKSTRA - ein Überblick aus technischer Sicht. Bernd Weidner / Jochen Hettwer

Transkript

1 AS 1997 Der OKSTRA - ein Überblick aus technischer Sicht Bernd Weidner / Jochen Hettwer

2 Inhalt des Vortrages Der OKSTRA - Zielsetzung & Technische Umsetzung Die OKSTRA -Klassenbibliothek (OKLABI) Weitere OKSTRA -Werkzeuge Die OKSTRA -Homepage OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 2

3 Der OKSTRA : Definition OKSTRA Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen Konzeptionelles, objektorientiertes Datenmodell mit 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) OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 3

4 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 4

5 Der OKSTRA : Objekte OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 5

6 Der OKSTRA : Thematischer Umfang Übersicht Straßen- und Verkehrswesen Straßen- Netz Administration Bauwerke Straßenentwurf Unfall Allgemeine Objekte - Historisierung OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 6

7 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 (Kap. 4.4) OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 7

8 Der OKSTRA : Technische Realisierung (ab Vers ) HTML- Dokumentation PDF- Dokumentation UML- Referenzmodell (Enterprise- Architect-Projekt) OKLABI Klassenbibliothek OKSTRA- Werkzeuge OKSTRA-XML Austauschformat XMI- Modellexport OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 8

9 UML UML Unified Modeling Language Grafische Modellierungssprache ISO-Standard (ISO/IEC 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) OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 9

10 UML: Beispiel class Böschung OKSTRA_Objekt «FeatureType» S_Allgemeine_Objekte:: Status_Eigenschaft + Bestandsstatus :Bestandsstatus «FeatureType» Boeschung + Art_Boeschung :Art_Boeschung +gehoert_zu_boeschung ist_oberkante_zu 0..* +ist_unterkante_zu 0..* +hat_oberkante 1..* {ordered} +hat_unterkante 1..* {ordered} OKSTRA_Objekt «FeatureType» Boeschungskantenabschnitt + Liniengeometrie :GM_Curve [0..1] + undeutlich :Dreiwertige_Logik +hat_kehle 0..* OKSTRA_Objekt «FeatureType» Kehle + Liniengeometrie :GM_Curve [0..1] OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 10

11 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 11

12 GML An GIS-Terminologie angepasst ISO/TC 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/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 12

13 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> OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 13

14 Der OKSTRA : Technische Realisierung (Versionen bis 1.015) NIAM- Diagramme EXPRESS- Referenzmodell OKSTRA-CTE Austauschformat OKSTRA-XML Austauschformat OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 14

15 NIAM: Beispiel Status_ Eigenschaft Böschung hat Oberkante hat Unterkante ist Oberkante zu ist Unterkante zu Böschungskantenabschnitt hat hat gehört zu Art_Böschung Kehle OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 15

16 Der OKSTRA : Technische Realisierung 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) OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 16

17 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 veröffentlicht OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 17

18 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). OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 18

19 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: Wichtig: Alle älteren Versionen bleiben gültig OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 19

20 Die OKSTRA -Klassenbibliothek (OKLABI): Allgemeines Frei erhältliche Softwarekomponente ( Lizenzgeber ist Bundesanstalt für Straßenwesen Zielsetzungen: Hilfe bei der Implementierung von OKSTRA- Schnittstellen für vorhandene Softwareanwendungen Unterstützung bei der Entwicklung neuer OKSTRAfähiger Anwendungen Unterstützt viele Entwicklungsplattformen OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 20

21 Die OKSTRA -Klassenbibliothek (OKLABI): 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 21

22 Die OKSTRA -Klassenbibliothek (OKLABI): 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 22

23 Die OKSTRA -Klassenbibliothek (OKLABI): 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/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 23

24 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 24

25 OKSTRA -Werkzeuge: OKSTRA-Werkzeug Frei erhältliches Programm ( auf Basis der OKLABI zum Prüfen, Visualisieren und Migrieren von OKSTRA - Daten Erweiterungsmöglichkeit durch Plugins, z.b. Datenbanklader Fehlerkorrektur Eigentum der BASt OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 25

26 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 ( OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 26

27 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 27

28 OKSTRA -Werkzeuge: Profil-Editor 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 28

29 OKSTRA -Werkzeuge: Profil-Editor Umsetzung OKLABI / OKSTRA-Werkzeug können Daten gegen ein Profil prüfen Profil-Editor zur Erstellung / Editierung von Profilen OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 29

30 OKSTRA -Homepage: Referenzmodell XML-Schemata Dokumentation Beispieldaten Änderungsanträge Abstimmungsvorschläge Software: OKLABI und OKSTRA -Werkzeuge Forschungsaktivitäten AS 1997 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bernd Weidner / Jochen Hettwer interactive instruments GmbH Trierer Str Bonn (0228) bzw. -89 weidner@interactive-instruments.de hettwer@interactive-instruments.de OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 31

32 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/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 32

33 Forschungsprojekt zum objektorientierten OKSTRA - Beispiel Entwurfssystem: ÖffneProjekt( Ortsumgehung Kleinbonum ) P P:GibEntwässerungsplanung() EwP EwP:ErzeugeSchacht(Lage,Ausführung) ListeSchächte:WurdeAktualisiert() EwP:WurdeAktualisiert() Ende. Einige Tage später OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 33

34 Forschungsprojekt zum objektorientierten 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/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 34

35 Forschungsprojekt zum objektorientierten 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 OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 35

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bernd Weidner / Jochen Hettwer interactive instruments GmbH Trierer Str Bonn (0228) bzw. -89 weidner@interactive-instruments.de hettwer@interactive-instruments.de OKSTRA/IFC-Workshop Essen 19./ Folie 36