Geodateninfrastruktur Deutschlands: GDI-DE. Martin Lenk, Dietmar Grünreich

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1 Geodateninfrastruktur Deutschlands: GDI-DE Martin Lenk, Dietmar Grünreich Einleitung Für die Erledigung rechtsstaatlicher, hoheitlicher Aufgaben erhebt und verwaltet der Staat eine Vielzahl unterschiedlicher Daten. Ein Großteil dieser Daten enthält räumliche Informationen irgendeiner Art, z.b. geographische Koordinaten, die Zugehörigkeit zu einem Verwaltungsbezirk oder der Bezug zu einem bestimmten Gewässerabschnitt. Heute können durch Informations- und Kommunikationstechnologien Daten unterschiedlichster fachlicher Herkunft mittels ihres gemeinsamen Raumbezuges in automatisierten Verfahren miteinander verknüpft werden. In einem fach- und verwaltungsebenen übergreifenden Management lässt sich eine effiziente Geodatenstruktur mit effizienten und kostengünstige Fachverfahren entwickeln (z.b. für Umweltschutz, Katastrophenvorsorge und management, Verkehrsplanung). Aufgrund heterogener Objektartenkataloge, fehlender technischen Standards sowie administrativer Barrieren zwischen unterschiedlichen Verwaltungsebenen bleibt die Realität der Datenflüsse und -integration weit hinter den tatsächlichen Möglichkeiten zurück. Der Bund hat diesen Handlungsbedarf in den vergangenen Jahren erkannt und entsprechende Schritte eingeleitet. Bereits im Jahr 1998 wurde von der Bundesregierung der ressortübergreifende Interministerielle Ausschuss für Geoinformationswesen (IMAGI gegründet, der auf der Grundlage einer Geodaten-Bestandsanalyse auf Bundesebene Strategien für ein effizientes Geodatenmanagement und der Entwicklung einer Geodateninfrastruktur entwickelt und umgesetzt hat. Im Rahmen der egovernment Initiative von Bund und Länder wird derzeit (2004) unter der Federführung der zuständigen Staatssekretäre ein gemeinsames Konzept für den Aufbau der Geodateninfrastruktur Deutschlands (GDI-DE ) erarbeitet. Ziel muss es sein, die Datenbestände von Bund und Ländern fach- und ebenenübegreifend zu verwalten, notwendige Interoperabilität der Geodaten herzustellen und die Integrationsmöglichkeiten in einer harmonisierten Geoinformationslandschaft effizient auszunutzen. Aufbau der GDI-DE durch den IMAGI Das Bundeskabinett hat am 17. Juni 1998 dem vom Bundesministerium des Innern vorgelegten "Bericht zur Verbesserung der Koordinierung auf dem Gebiet des Geoinformationswesens" zugestimmt. Darin wird festgestellt: Geoinformationen (orts- und raumbezogene Daten zur Beschreibung der Gegebenheiten eines Landes) bilden einen wesentlichen Teil des in der modernen Informations- und Kommunikationsgesellschaft vorhandenen Wissens.

2 Geoinformationen bilden weltweit ein Wirtschaftsgut ersten Ranges mit zunehmender Bedeutung. Herstellung und Entwicklung der auf die Verarbeitung von Geoinformationen ausgelegten Technologien ist ein wichtiger arbeitsplatzschaffender Wachstumsbereich. Durch mangelnde Koordination und aus Unkenntnis über Umfang, Qualität, Aktualität und Verfügbarkeit vorhandener Datenquellen werden Geodaten oft mehrfach erhoben. Aufgrund der föderalen Strukturen in Deutschland wird eine einheitliche Datenerfassung erschwert. Die unterschiedliche Entgeltpolitik erschwert die Datennutzung. Das Verständnis über Bedeutung und Nutzungsmöglichkeiten von Geodaten ist in Deutschland nicht ausreichend entwickelt. Das Ziel der Bundesregierung ist es deshalb, den Zugang zu Geodaten für Verwaltung, Wirtschaft, Wissenschaft und den Bürger durch eine verbesserte Koordinierung sowie durch Ausschöpfung der Möglichkeiten einer modernen Informationstechnologie wesentlich zu erleichtern. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde im gleichen Jahr ein ständiger "Interministerieller Ausschuss für Geoinformationswesen (IMAGI)" unter der Federführung des BMI eingerichtet (weitere Mitglieder 2004: Bundeskanzleramt - BK, Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF, Bundesministerium für Finanzen - BMF, Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft - BMVEL, Bundesministerium für Umwelt - BMU, Bundesministerium für Verteidigung - BMVg, Bundesministerium für Verkehr, Bauen und Wohnen - BMVBW, Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit - BMWA und Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit - BMZ sowie als Gast die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder - AdV).

3 Abbildung 1: Die Organisationsstruktur des IMAGI in der 15. Legislaturperiode Deutschlands Der IMAGI soll in seiner ressortübergreifenden Zusammensetzung der fachlichen Querschnittsaufgabe Geoinformation gerecht werden. Aus diesem Grund entsenden alle Fachressorts, die mit raumbezogenen Daten in der Bundesverwaltung arbeiten, einen eigenen Vertreter in den IMAGI. Der IMAGI ist ein Gremium, in dem Konzepte, Strategien sowohl technischer als auch organisatorischer Art diskutiert und verabschiedet werden. Der operative Anteil der Arbeit, d.h. Entwicklungs- und Koordinierungsaufgaben sowie Öffentlichkeitsarbeit innerhalb und außerhalb der Verwaltung, werden durch seine Geschäfts- und Koordinierungsstelle sowie durch verschiedene Fach- und Expertengruppen geleistet. Bestandsaufnahmen und Empfehlungen für den Aufbau der GDI-DE Im Oktober 2000 wurde vom IMAGI die Konzeption eines effizienten Geodatenmanagements des Bundes verabschiedet (download: Diese Konzeption enthält bereits wesentliche Merkmale für die Erstellung einer Geodateninfrastruktur und eine Erhebung der vorhandenen Daten, Datenströme und des Datenbedarfs innerhalb der Bundesverwaltung. Bereits in dieser im Jahr 2000 erstellten Studie wird deutlich, dass sowohl bei den Metadaten als auch bei den Geodaten einer dezentralen Datenhaltung der Vorzug zu geben ist. Im Oktober 2001 wurde ein 3-Stufen-Konzept zur Implementierung der Geodateninfrastruktur vom IMAGI entwickelt und verabschiedet: 1. Aufbau eines Zugangs zu Geodaten: Metainformationsservice über Geodaten in der öffentlichen Verwaltung 2. Harmonisierung der Objektartenkataloge Technische Interoperabilität: Einheitliche Standards und Spezifikationen: Einheitliche Fachbegriffe, -kataloge, 3. Implementierung der Nationalen Geodatenbasis: Datenverfügbarkeit über ein anwenderfreundliche internetbasiertes GeoPortal Kernbestandteil ist hierbei die Nationale Geodatenbasis (NGDB), die aus Geobasisdaten (GBD), Geofachdaten (GFD) und deren Metadaten (MD) besteht (s.a. Abbildung 2). Mit Hilfe der Nationalen Geodatenbasis, eines Geoinformationsnetzwerkes von Diensten und Standards schafft die GDI-DE die Vorraussetzungen für die Gewinnung, Auswertung und Anwendung von Geoinformationen für Nutzer und Anbieter in den öffentlichen Verwaltungen, im kommerziellen und nichtkommerziellen Sektor, in der Wissenschaft und für die Bürger. Grundsätzlich ist eine dezentrale Geodatenhaltung gewünscht. Eine zentrale Lösung hätte zwar den Vorteil, dass eine bessere Kontrolle über die Datenbestände vorhanden wäre und darauf aufsetzende Internet-Applikationen performanter wären. Allerdings kann die

4 notwendige Fachkompetenz nicht zentralisiert werden. Die Geofachdaten und auch die zugehörigen Metadaten können nur dezentral von den jeweiligen Fachbehörden bzw. bereichen mit dem entsprechenden Know-how gepflegt werden. Hierdurch wird im übrigen auch die größte Aktualität erreicht. GBD = Geobasisdaten GFD = Geofachdaten MD = Metadaten Abbildung 2: Kernelemente der GDI-DE und dazugehöriges 3 Stufen Konzept für dessen Aufbau Die Geobasisdaten hingegen werden zentral im Bundesamt für Kartographie und Geodäsie gehalten. Hier werden die Daten der Länder zusammengeführt und harmonisiert, so dass bundeseinheitliche Datensätze entstehen, die u.a. für die Gewährleistung staatlicher Maßnahmen notwendig sind ( Um einen dezentralen Ansatz zu verwirklichen, müssen entsprechende Harmonisierungen vorgenommen werden. Dies gilt sowohl für Geodaten als auch für Metadaten. Grundlage sind Standards, die in erster Linie von OGC (Open GIS Consortium) und ISO (International Organisation for Standardisation) erarbeitet werden. Soweit dies möglich ist, können Harmonisierungsaufgaben durch Schnittstellen und Konvertierungstools automatisiert werden. Beispielsweise können Formatanpassungen oder Koordinatentransformation durch webbasierte Programme beim Online-Zugriff auf Geodaten durchgeführt werden. Fachbezogene Feinabstimmungen wie z.b. die genauen Abgrenzungen von Schutzgebieten und die Vereinheitlichung von Fachkatalogen sind hiermit allerdings nicht möglich. Politischer Auftrag durch den Deutschen Bundestag Neben dem Kabinettsbeschluss aus dem Jahr 1998 (s.o.) hat der Bund mit einer Entschließung des Deutschen Bundestags am 15. Februar 2001 (Bundestagsdrucksache 14/5323) die Bedeutung von Geodaten und die einer Geodateninfrastruktur eindrucksvoll unterstrichen. In der Entschließung wird unter anderem festgestellt, dass Geobasisdaten wesentlich mit dem Einsatz öffentlicher Mittel gewonnen werden und diese eine öffentliche Infrastruktur darstellen. Am 8. April 2003 hat der Deutsche Bundestag das Thema

5 Geoinformation erneut diskutiert und eine zweite Entschließung verabschiedet (Bundestagsdrucksache 15/809). In dieser 2. Entschließung wird die bisherige Arbeit der Bundesregierung durch den IMAGI gewürdigt (u.a. Verbesserung der organisatorischen Zuständigkeit, Aufbau des Metainformationssystems GeoMIS.Bund, Verabschiedung einer einheitlichen Entgeltrichtlinie für Geodaten). In der Entschließung werden aber auch weitergehende, entscheidende Verbesserungen für das Geoinformationswesen eingefordert, insbesondere bei der Zusammenarbeit zwischen Bund und Länder sowie der Einbeziehung der Wirtschaft. Realisierung der GDI-DE Die Vision einer Geodateninfrastruktur für Deutschland geht dahin, über das GeoPortal.Bund harmonisierte Geodaten im Internet darstellen, überlagern und gegenseitig verschneiden zu können, komfortable Bestell- und Bezahlmöglichkeiten für Geodaten mit transparenten und vereinheitlichten Preis- und Lizenzbedingungen bereitzustellen, Transparenz über vorhandene Geodatenbestände zu schaffen (GeoMIS.Bund ) und diverse Services zur Verfügung zu stellen (Koordinatentransformation, Informationen über den Geobereich, Forum, Jobbörse, Linklisten, mehrsprachiges Fachwörterbuch, usw.). Diese Leistungen stellen eine öffentliche Infrastrukturmaßnahme für unsere Volkswirtschaft dar. Sie ist zum Einen notwendig, um die Arbeit der öffentlichen Verwaltung effizienter zu gestalten und deren komplexe Entscheidungsprozesse mit adäquaten modernen technischen Mitteln unterstützen zu können. Der Wirtschaft, der Forschung und dem Bürger wird die Möglichkeit gegeben, öffentliche Datenbestände vereinfacht abzurufen und für Ihre Zwecke zu verwenden. Ein Teil des Gesamtvorhabens GDI-DE ist bereits realisiert. Grundlage für die momentan laufende Realisierung ist das oben dargestellte 3-Stufen Konzept, indem über (1) GeoMIS.Bund die Herstellung von Transparenz zu Geodatenbeständen (Geodatensuchmaschine), (2) GDI-DE Pilotprojekte die technische und semantische Harmonisierung der Geodaten und (3) GeoPortal.Bund die benutzerfreundliche Bereitstellung der Geodaten und dienste () die GDI-DE sukzessive hergestellt wird. GeoMIS.Bund

6 Die Geodatensuchmaschine GeoMIS.Bund ist seit September 2003 im Wirkbetrieb und erschließt erste Metadatenbestände bei Bund und Ländern ( - s.a. Abbildung 3). GeoMIS.Bund ist ein Internetbroker, der auf der Grundlage ISO und OGC basierter Normen und Standards Suchanfragen im Internet annimmt und diese an dezentral verteilte Auskunftssysteme von Facheinrichtungen weitergibt. Die Suchanfragen werden dann in jeder einzelnen Facheinrichtung ausgewertet, das Ergebnis in eine einheitliche Tabellenstruktur überführt und über den zentralen Internetbroker dem Benutzer in Form einer einfachen und ausführlichen Trefferliste übermittelt (nähere Informationen siehe auch Walther, J. im gleichen Band). Der Nutzer hat somit die Möglichkeit mittels einer benutzerfreundlichen Suchmaske in allen durch das Internet zugänglichen Auskunftssystemen fachübergreifend schnell und effizient zu recherchieren....muss die in GeoMIS.Bund verfügbare Metadatenbasis entscheidend vergrößert werden, d.h. dass weitere verfügbare Systeme angeschlossen bzw. noch nicht erreichbare Metadatenbestände (kein Internetzugang, ungenügende Datenstruktur) erschlossen werden müssen. GDI-DE Pilotprojekte Der IMAGI hat aus seiner???. Sitzung am 17. April 2002 beschlossen,... GeoPortal.Bund GeoMIS.Bund ist Kernbestandteil des GeoPortal.Bund, das im Jahr 2004 mit einer Visualisierungskomponente ausgestattet werden soll. Weitere Gedanken: Diese Leistungen stellen eine öffentliche Infrastrukturmaßnahme für unsere Volkswirtschaft dar. Sie ist zum Einen notwendig, um die Arbeit der öffentlichen Verwaltung effizienter zu gestalten und deren komplexe Entscheidungsprozesse mit adäquaten modernen technischen Mitteln unterstützen zu können. Der Wirtschaft, der Forschung und dem Bürger wird die Möglichkeit gegeben, öffentliche Datenbestände vereinfacht abzurufen und für Ihre Zwecke zu verwenden. In der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit in Auftrag gegebenen Studie Markwirtsch...Geoinformation (BMWA 2003) wird das wirtschaftliche Potential von Geoinformationen, das nur unter optimierten Bezugsbedingungen durch die öffentlichen Datenbereitsteller erreicht werden kann, auf gesamt??? Milliarden pro Jahr

7 beziffert. Der sich damit entwickelnde Arbeitsmarkt für hochqualifizierte Kräfte wird mit??? beziffert. über den erleichterten Zugang zu Geoinformationen die Möglichkeiten gegeben, mit den verfügbaren öffentlichen Datenbeständen geschaffen, allgemein und privaten. Kosten sollten nur in Form von Bereitstellungsgebühren erhoben werden. Soweit die Abgabe der Geodaten kostenlos erfolgen kann, sollte auf Gebühren verzichtet werden. - Darstellung der Entwicklung von Geoinformationen: Analoge Karten, Rechnergestütze Verfahren, Datenaustausch über Medien (Import/Export), Datenbankzugriffe online/ftp; webservices - Anwendungsnutzen: Vom Fach- und Spezialisten zum Laienanwender, GIS und GDI dient nicht der Realisierung von Fachverfahren, sondern muss Fragen beantworten (Entscheider: Ja oder Nein mit welchen Konsequenzen. Entwicklung der GDI bringt Geoinformationen in die Fläche... - Bezug zu egovernment: Was ist egovernment warum passt GDI-DE so gut hinein? Web Mapping Services (WMS) und Web Feature Services (WFS) Das Bundesamt fuer Kartographie und Geodäsie (BKG) stellt die Geobasisdaten des Bundes und der Länder bereits harmonisiert im Rahmen einer einheitlichen Gebührenordnung im Internet zur Verfügung (Online Bestellsystem des BKG: Wichtige Voraussetzung für den Einsatz dieser webbasierten Instrumente sind die Berücksichtigung relevanter Standards. Tabelle 1 gibt einen kurzen Überblick welche Normen, Standards und Spezifikationen von grundlegender Bedeutung sind und dementsprechend in den dezentralen Fachverwaltungen der GDI-DE berücksichtigt und realisiert sein müssen.

8 Abbildung 4: Screenshot von GeoMIS.Bund : Überblick Ergebnisliste zu dem Begriff Elbe ODER Hochwasser Tabelle 1: Wichtige Standards, Normen und Spezifikationen für die technische Realisierung der GDI-DE (Auszug, Überblick): Bezeichnung Organisation Kurzerläuterung ISO ISO ( * Metadaten, Beschreibung der Inhalte ISO ISO ( * Metadaten, Beschreibung der Struktur (XML) ISO ISO ( * Metadaten, Beschreibung der Services (u.a. für den online Zugriff auf die Geodaten selbst) WCAS OGC ( ** Metadaten, Webservice WMS OGC ( ** Geodaten, Zugriff auf Karten (Raster) WMF OGC ( ** Geodaten, Zugriff auf Objekte (Vektor) SOAP W3C (*** Als Webservice Protokoll GML ISO ( * Geo XML (Geographic Markup Language) International Organisation for Standardisation, näheres unter: Open GIS Consortium, näheres unter: World Wide Web Consortium, näheres unter weiterführende Informationen siehe auch: - Konzeption eines effizienten Geodatenmanagementes des Bundes (download: - Dokumentation zur Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens (GeoInfoDok); download unter:

9 Zusammenfassung und Ausblick Seit 1998 betreibt der Bund den Aufbau der Geodateninfrastruktur Deutschland GDI-DE, in der harmonisierte Geobasisdaten und Geofachdaten für die Verwaltung, Wissenschaft und Wirtschaft zur Verfügung gestellt werden sollen. Konzept und Strategie zur Umsetzung der GDI-DE hat den Weg zur GDI-DE in 3 strategischen Schritten vorgegeben: (1) Die Herstellung des Zugangs zu den harmonisierten Metadaten, (2) die technische und semantische Harmonisierung der Geodaten selbst sowie (3) deren Implementierung. GeoMIS.Bund (Metadatensuchmaschine) und GeoPortal.Bund (Visualisierung und Bereitstellung von Geodaten) stellen die wichtigsten Instrumente der GDI-DE dar. Die Voraussetzung für deren Betrieb liegt jedoch in der Berücksichtigung von Normen und Standards, welche die technische und semantische Harmonisierung der Geodaten gewährleisten. Bund und Länder müssen künftig gemeinsam die GDI-DE organisieren, um die Einhaltung und Anwendung von Standards auf allen Ebenen der Verwaltung sicherzustellen. Die derzeitigen egovernment Initiativen von Bund, Länder und Kommunen, insbesondere in dem gemeinsamen Programm Deutschland Online, bieten hierfür die geeigneten übergreifenden administrativen Strukturen (s.a.