Workshop: Anforderungen an Geodatendienste

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1 Workshop: Anforderungen an Geodatendienste Matthias Müller Stephan Mäs Christin Henzen Daniel Kadner 4. Workshop der GDI Sachsen 23. September 2014 Agenda Anforderungsanalyse für Web Mapping Services Laufendhaltung von Daten und Diensten Diskussion & Workshop (im Anschluss oder im Verlauf des Vortrags) Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 2/ 28 1

2 Zielstellung Bereitstellung von Darstellungsdiensten (hier: WMS) über das Internet, die geographischen Daten in einer nutzergerechten Detailtiefe enthalten Möglichst gleichbleibende Performanz über alle Maßstäbe und Raumausschnitte Berücksichtigung interaktiver Abfragen von Objektinformationen (GetFeatureInfo) Berücksichtigung technischer und organisatorischer Rahmenbedingungen Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 3/ 28 Technologieunabhängige Leitplanken Wer nutzt den Dienst? (Laie, interessierter Bürger, Fachmann) Wie detailliert müssen die Daten ausgeliefert werden? Reine Kartographie ( GetMap ) oder Objektinformationen ( GetFeatureInfo )? Zeitunterstützung (?) Anwendergerechte Kartographie (u.u. anfangs schlecht abzuschätzen) Detaillierte Fachinformation Reine Hintergrundkarte Ggf. unterschiedliche Services für unterschiedliche Nutzer Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 4/ 28 2

3 Technologieunabhängige Leitplanken Nutzungsgetriebene Bereitstellung Top-Down 1. Spezifikation des Dienstes 2. Anpassung der Datenbasis Nutzungsstruktur bestimmt Aufbau und Inhalt des Dienstes Idealtypischer Prozess für die Bereitstellung von Diensten Angebotsgetriebene Bereitstellung 1. Spezifikation der Datenbasis 2. Erzeugung des Dienstes Bottom-Up Daten bestimmen Aufbau und Inhalt des Dienstes Oft in der Praxis zu finden Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 5/ 28 Technologieunabhängige Leitplanken Technologiegetriebene Bereitstellung 1. Was kann die Software (ArcGIS, Geoserver, ) 2./3. Anpassung der Datenbasis / Erzeugung des Dienstes Verwendete Software bestimmt Aufbau und Inhalt des Dienstes Selten in Reinform zu finden, schwingt aber fast immer mit Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 6/ 28 3

4 INSPIRE Falls die Daten unter die INSPIRE RL fallen, muss die RL für Darstellungsdienste und Datenthemen umgesetzt werden (Capabilities, Benennung der Layer, Metadaten, Koordinatensysteme ) Falls die Daten nicht unter die INSPIRE RL fallen, kann die RL für Darstellungsdienste trotzdem berücksichtigt werden Verbesserte Interoperabilität mit einer INSPIRE-konformen Infrastruktur Verbesserte Auffindbarkeit in Katalogen (zus. Metadaten) Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 7/ 28 Basic WMS vs. Queryable WMS Basic WMS: Reine Kartographie Hintergrundkarten Einfache Pläne Queryable WMS: Kartographie und Objektinformation (Attribute) Fachinformationen Adressen Katasterinformationen Achtung! WMS standardisiert Austauschformat für Karten und Legenden. WMS standardisiert keine Austauschformate für Objektinformationen (beliebiges XML, Text oder HTML) (AdV präferiert HTML) Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 8/ 28 4

5 Queryable WMS Checkliste Sind Objektinformationen notwendig und sinnvoll? Sind die Objektinformationen in der Datengrundlage vollständig und korrekt vorhanden? (Können typische Klienten des Dienstes die Objektinformationen korrekt abfragen und darstellen?) Keine Überfrachtung: Welche Attribute sind sinnvoll, welche sollten ausgeblendet werden? Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 9/ 28 Hierarchischer Aufbau / Gliederung Layername Global l eindeutig für jeden Dienst Primär für die maschinelle Verarbeitung Layertitel (beliebig, oft alphanumerisch) Beliebig, kann innerhalb eines Dienstes auch mehrfach vorkommen Nur für die Anzeige gedacht Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 10 / 28 5

6 Global eindeutige Layernamen TK250 - Strassen - Vegetation TK100 -Strassen -Vegetation TK250 - TK250_Strassen - TK250_Vegetation TK100 - TK100_Strassen - TK100_Vegetation Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 11 / 28 Heterogene Geometrie innerhalb eines Layers (Punkt, Linie, Fläche) Häufiges Problem Layer Gewässer : kleine Flüsse als Linien, große Flüsse als Flächen (ATKIS!), Seen als Flächen Mögliche technische Einschränkungen in Geodatenbank oder Server Workaround: Sublayer für unterschiedliche Geometrien Erzwungene Identität von Layername und Layertitel Typisches ArcGIS-Problem Gleitende Maßstäbe innerhalb eines Layers Bsp: Dienst mit zwei Layern (Strassen, Siedlungen), Maßstabsbereich 1: : Wird bisher kaum von Software unterstützt Workaround: Sublayer für unterschiedliche Maßstäbe Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 12 / 28 6

7 AdV: Produktgetriebene Layer Orientieren sich an klassischen, wohldefinierten AdV-Produkten <Land>_<Produkt>[_<Ebene>] Beispiele: SN_TOP100_Gewaesser_Flaechen, SN_TOP1000_Verkehr Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 13 / 28 Objektartengruppe Siedlung (2000) Objektartengruppe Verkehr (3000) Wohnbaufläche (2111) Industrie- und Gewerbefläche (2112) Halde (2302) Bergbaubetrieb (2121) Tagebau, Grube, Steinbruch (2301) Fläche gemischter Nutzung (2113) Fläche besonderer funktionaler Prägung (2114) Sport-, Freizeit- und Erholungsfläche 1 Friedhof (2213) Straßenverkehr (3100) Weg (3102) Platz (3103) Bahnverkehr [Schienenverkehr] (3200) Flugverkehr (3300) Schiffsverkehr (3400) Objektartengruppe Vegetation (4000) Objektartengruppe Gewässer (5000) Landwirtschaft 1 Wald (4107) Gehölz (4108) Heide (4104) Moor (4105) Sumpf (4106) Unland und vegetationslose Fläche 1 Fließgewässer 1 Hafenbecken (3402) Stehendes Gewässer 1 Meer (5111) 1 nicht unmittelbar auf eine ATKIS-Objektart abbildbar Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 14 / 28 7

8 Produkt- (Maßstabs-) getriebene Layer Themengetriebene Layer Bsp.: Mgl. Strukturierung einer topographische Hintergrundkarte Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 15 / 28 Zusammenfassung: Determinanten zur Strukturierung eines Kartendienstes Themenorientierte (typ. INSPIRE) Struktur Produktorientierte (typ. AdV) Struktur Geometrieorientierte Struktur (technische Einschränkung) Maßstabsorientierte Struktur (technische Einschränkung) (Performance) Derzeitige Praxis ist oft eine Mischung der Ansätze Die meisten Nutzer erwarten wohl eine rein themenorientierte Strukturierung der Layer (Google & Co) Entsprechende Softwareunterstützung ist derzeit rar Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 16 / 28 8

9 Festlegungen des GeoSN Korrekte Sortierung bzw. Reihenfolge der Kartenebenen Kartenebenengruppen Namen von Kartenebenen und Kartenebenengruppen sind interpretierbar Namen von Kartenebenen enthalten keine spezifischen Abkürzungen, Identifikatoren oder Zahlenschlüssel Anzahl der Kartenebenen möglichst gering Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 17 / 28 Kartographie / Styling Zweckmäßig und ansprechend Ein Stil vs. mehrere Stile pro Layer Selten technische Unterstützung auf Clientseite Workaround: mehrere Dienste oder Style-getriebene Layer Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 18 / 28 9

10 Kartographie / Styling Festlegungen des GeoSN: Durchgängig korrekte und einheitliche Darstellung einzelner Ebenen sowie der ganzen Karte Interpretierbare bzw. nachvollziehbare Farbgebung, g, Symbolisierung und Beschriftung Ästhetische Kartendarstellung, z.b. durch abgestimmte Farben, sofern möglich Interpretierbarkeit bei Überlagerung mit anderen Karten gegeben Lesbarkeit bei Überlagerung mit anderen Karten ist gegeben Freistellungen von Beschriftungen sind in hellgrau/hellgelb vorzunehmen um die Lesbarkeit zu erhöhen Interpretierbarkeit von Legendeninformationen bzw. -texten ist gegeben Korrekt dargestellte und aussagekräftige Legende ist vorhanden Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 19 / 28 Koordinatensysteme Technisch kaum noch ein Problem Koordinatensystem WGS84 geographic ETRS89 geographic ETRS89/LCC Germany Code EPSG:4326 EPSG:4258 EPSG:4839 ETRS89, UTM Zone 32N EPSG: INSPIRE + AdV + GeoSN + Google = ETRS89, UTM Zone 33N EPSG: ETRS89/TM32 EPSG:3044 ETRS89/TM33 EPSG:3045 DHDN, Gauß-Krüger Zone 2 EPSG:31466 DHDN, Gauß-Krüger Zone 3 EPSG:31467 DHDN, Gauß-Krüger Zone 4 EPSG: DHDN, Gauß-Krüger Zone 5 EPSG: ETRS89, ETRS-LCC ETRS89, ETRS-LAEA Web -Mercator RD83, Gauß-Krüger Zone 4 RD83, Gauß-Krüger Zone 5 EPSG:3034 EPSG:3035 EPSG:3857 EPSG:3398 EPSG:3399 Achtung: Genauigkeit der Transformation i.d.r. unbekannt Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 20 / 28 10

11 Performanz Stand der Technik (Google Maps, GPS-Navis, ): Multi- Repräsentationsdatenbanken (MRDB) Vorgeneralisierte / -gefilterte Daten f. verschiedene Maßstabsbereiche (Datenreduktion bei Zugriff) Konsistenter Datenbestand generalisierte Daten sind aus hoch aufgelösten Daten abgeleitet Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 21 / 28 Performanz Database Data query Map Extent Resolution A) OSM DB Renderer small high Small data volume B) OSM DB Renderer large low Large data volume In der Praxis zu vermeiden C) Multirepresentation OSM DB Small data volume Renderer small medium high medium large low Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 22 / 28 11

12 Performanz Datenreduktion (Beispieldatensatz Top Sachsen ) 1,73 GB 10 MB Feature Class Anzahl der Features Feature Class Anzahl der Features _2100_2199_pg _2200_2299_pg _3100_3199_pl _3200_3299_pl _3300_3399_pt 117 _3400_3499_pl 32 _5100_5199_pg tk1000_gewaesser_flaechen 15 tk1000_gewaesser_linien 254 tk1000_grenzen_linien 17 tk1000_siedlung_flaechen tk1000_verkehr_linien 8563 tk1000_verkehr_punkte 117 Summe _5100_5199_pl _7200_7299_pl Summe Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 23 / 28 Performanz MRDB können prinzipiell für alle Geodaten generiert werden Automatisierte Vorgeneralisierung ist nicht trivial ArcGIS / FME bieten hier Basisfunktionen, die allerdings händisch (oder mit Modelbuilder bzw. Workbench) auf die jeweilige Datenbasis angewendet werden müssen Konfiguration der Sichtbarkeit der vorgeneralisierten WMS-Layer (Geoserver: experimentelles Plugin für vorgeneralisierte Daten) DTK 1000 DTK 250 DTK 100 DTK 50 DTK 25 DTK 10 ALK Multi-Representation Database DTK 1000 DTK 250 DTK 100 DTK 50 DTK 25 DTK 10 ALK WMS: Produktlayer mit Maßstabsgrenzen DTK 1000 DTK 250 DTK 100 DTK 50 DTK 25 DTK 10 ALK Produktgetriebene Layerstruktur im WMS-Client Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 24 / 28 12

13 Performanz ArcGIS kann Daten während des Publikationsvorgangs die Karten bereits vorberechnen und in einem Cache speichern (kein Tile- Service, sondern ein echter WMS) HTTP-Caching (serverseitig, clientseitig) kann zusätzlich Serverlast reduzieren (Tiling Services à la WMTS sind eine Alternative zu WMS) Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 25 / 28 Nachführung der Daten und Dienste Die meisten Daten werden aktualisiert und verändert Neue Einträge Modifizierte Einträge Gelöschte Einträge Dienste müssen nachgeführt werden A) Versionierung auf Feature-Ebene B) Versionierung von Datenbank-Snapshots Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 26 / 28 13

14 Snapshot-basierte Aktualisierung Veränderungsdetektion zwischen Snapshots Unveränderte Einträge Entfernte Einträge Zusätzliche Einträge Modifizierte Einträge Geometrie- und Attributprüfung Für neue und modifizierte Einträge Zusammenfassung der Änderungen Neue, ersetzte, t sowie gelöschte Einträge Validierung durch Datenpfleger Anwendung der Modifikationen Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 27 / 28 Offener Teil Diskussion & Workshop Workshop: Anforderungen an Geodatendienste 28 / 28 14