Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung. Michael Dreesmann Consultancy

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1 Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung Michael Dreesmann Consultancy

2 Problemstellung Analyse Lösungsansatz Erste Ergebnisse Übersicht GADM (Ebene 0) und Gitterlinien 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 2

3 Problemstellung BIG DATA Vektordaten von ganz Europa (OpenStreetMap, GADM, ATKIS) Maßstäbe 1: : Generalisierung? ZIEL> Extrem schnelle Darstellung aller Inhalte 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 3

4 Analyse Eignung der Datenformate Analyse der Datenmengen Analyse der technischen Generalisierung 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 4

5 Analyse :: Datenformat Jedes Datenformat hat eigenes Datenmodell eigenes Dateiformat eigene Attribute eigene Qualität OSM Geo Webservice Geo-DB 1 Datenmodell? Geo-DB 3 Datenmodelle GADM => Semantische Migration ATKIS 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 5

6 Analyse :: Datenmenge OpenStreetMap > 200 Mio. Stützpunkte (Europa) GADM 6.5 Mio. Stützpunkte (nationale Grenzen von Europa) ATKIS?.000 Stützpunkte (Bundesland) => Test: WMS kann ~5 Mio. Stützpunkte/Sekunde 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 6

7 Analyse :: Generalisierung Sehr teuer (keine freie Software) Technisch sehr aufwändig (Douglas-Peuker für redundanzfreie Daten zu langsam) Personell sehr aufwändig (teilweise manuelle Nachbearbeitung notwendig) => Ergebnis: zu aufwändig, zu komplex, zu teuer 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 7

8 Lösungsansatz Reduzierung der Stützpunkte der Geometrie in Abhängigkeit des Darstellungsmaßstabs, d.h.: Nur Linien und Flächen reduzierbar! Nach welchem Algorithmus? Welche Seiteneffekte hat die Reduzierung? Weiterhin attributive Selektion (weglassen von Objektklassen, Objekten, ) notwendig! 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 8

9 Erste Ergebnisse Grundlage Maßstab BPM CRS Idee move-into-square 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 9

10 Grundlage :: Maßstab Mein Fernseher 50 (1270 mm) FullHD 44 dpi Mein Monitor 24 (610 mm) FullHD 92 dpi Mein Smartphone 4,7 (120 mm) FullHD 470 dpi Drei physikalische Größe, gleiches Bild, kein einheitlicher Maßstab bestimmbar, aber die Auflösung und die Pixelbreite ist identisch! 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 10

11 Grundlage :: BPM Breite eines Pixels in Meter (BPM) Bei FullHD ist bspw. folgendes zu sehen: 8192 BPM ( x km) Europa vollständig 1024 BPM (2.000 x km) BeNeLux, Deutschland, Polen 128 BPM (250 x 125 km) nördliches Brandenburg 16 BPM (40 x 20 km) südliches Berlin Abstufung 2 n für n = ähnlich den Stufen von OpenLayers 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 11

12 Grundlage :: CRS Europa: ETRS89-LAEA Parameter: Rotationsellipsoid GRS80 (WGS84 ist wie GRS80) Basis ETRS89 Abbildung Azimutale Lambert-Abbildung (LAEA) Einheit Meter EPSG-Code 3035 Ausdehnung: Breite m Höhe m Eignung 1: : Topographisch für ganz Europa 2014, von Wikipedia 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 12

13 Idee :: move-into-square 1 Pixel Breite n BPM Höhe n BPM 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 13

14 Erste Ergebnisse Grenze der Bundesrepublik Deutschland BPM Punkte % % % % % % 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 14

15 Erste Ergebnisse Nationale Grenzen in Europa BPM Punkte Zeit % Sek Sek Sek Sek Sek ~ ~0.3 ~33 Ziel: Steigerung um Faktor 4 10 bei BIG DATA 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 15

16 Erste Probleme/Erkenntnisse Geometrische Veränderung Abrundung von Flächen Schnitte in sich selbst weitere Artefakte Automatisches Weglassen Flächen < 3 Stützpunkten Linien < 2 Stützpunkten Geometrie ist NUR NOCH WMS-Geometrie 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Michael Dreesmann Consultancy Bahnhofstraße Trebbin Web Handy XING Michael Dreesmann Unabhängiger GIS- und GDI-Berater 9. Mai 2014 Michael Dreesmann :: Beschleunigung von WMS-Diensten durch Datenoptimierung 17

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