Zur Nutzbarkeit von Geodaten

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1 Zur Nutzbarkeit von Geodaten Werner Kuhn Catharina Riedemann Institut für Geoinformatik, Universität Münster Geodätisches Kolloquium Universität der Bundeswehr, 18. Februar

2 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 2

3 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 3

4 Einführung Produktion und Qualitätssicherung von Geodaten ist teuer Produzenten möchten Daten mehrfach verkaufen Nutzer möchten vorhandene Daten einsetzen Markt für breite Nutzung von Geodaten aber: technische, semantische, institutionelle Hürden 4

5 Fiktives Beispiel: Umweltbehörde Xlingen sammelt Daten zum Radongehalt im Boden muss diese den Bürgern zugänglich machen braucht dazu Systemerweiterung Geobasisdaten Personal holt Angebote ein von System- und Datenproduzenten

6 Bürger Nachfrage nach Geoinformation Angebot von Daten LVA Geobasis daten Systemhersteller A Nachfrage Umweltbehörde System A Nachfrage liefert Daten und Bedingungen Systemhersteller C erweitert System Systemhersteller B erfordert Datenkonversion Angebot Nachfrage Angebot Geodaten in System A Ergebnis Angebot liest A-Daten

7 Ergebnis Umweltbehörde erwirbt keine Geobasisdaten verzichtet auf Systemerweiterung kann gesetzlichen Auftrag nicht erfüllen Systemhersteller A, B und C verkaufen alle weniger Systeme Landesvermessungsamt verkauft weniger Daten Bürger bekommt keine Auskunft. 7

8 Verallgemeinerung Viele potentielle Nutzer von Geoinformation bleiben dies oder duplizieren die Daten 50-80% der Kosten von GIS-Projekten werden unproduktiv für Datenkonversionen ausgegeben Daten gehören faktisch den Systemherstellern Behörden und Private setzen Technologie ein, die 20 Jahre alt ist (konzeptionell 30 Jahre) Perfektion der Datenmodelle kontrastiert mit primitiven technologischen, ökonomischen, rechtlichen und semantischen Modellen

9 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 9

10 Fallstudie: Aufgabe Industriebetrieb sucht Standort für neue Produktionsstätte in Gemeinde Xlingen Bedingungen: innerhalb eines Industrie-/Gewerbegebiets außerhalb zusammenhängender Bebauung (Ortslagen) max. 50 m von einer Straße entfernt, deren Fahrbahn breiter als 6.5 m ist und die eine Durchfahrtshöhe von mindestens 3.7 m hat 10

11 Fallstudie: Ausgangssituation ATKIS-Daten der Gemeinde vorhanden System vom Hersteller E Analyse in ArcView EDBS-Daten in ArcView-Shapefiles konvertiert 11

12 Fallstudie: Probleme (1) 12

13 Fallstudie: Probleme (2) ArcView 8 m ATKIS 8 m 6 m 13

14 Fallstudie: Probleme (3) Durchfahrtshöhe für einige Objektarten vorhanden (z. B. Tunnel) kein Attribut von Straßen Bäume nicht berücksichtigt keine Aussage möglich 14

15 Fallstudie: Probleme (4) 1. Tabelle der Objektartennamen mit den Geometrien verknüpfen 2. Industriegebiete selektieren und in separates Thema schreiben 3. Ortslagen selektieren und in separates Thema schreiben 4. Industriegebiete mit Ortslagen verschneiden und Industriegebiete außerhalb von Ortslagen selektieren 5. Straßen aus dem Thema selektieren 6. Straßenbreite selektieren und in separate Tabelle schreiben 7. Spalte (numerisch) für Straßenbreite anlegen 8. Straßenbreite vom Stringfeld in das Zahlenfeld kopieren 9. Straßenbreite in m umrechnen m von der Straßenbreite subtrahieren m von der Straßenbreite subtrahieren 12. Tabelle mit Straßenbreite mit den Straßengeometrien verknüpfen 13. Straßen mit Breite größer 6.5 m selektieren 14. Industriegebiete mit einer max. Entfernung von 50 m zu diesen Straßen selektieren 15

16 Fallstudie: Ergebnis Daten nicht an Bedarf angepaßt schwer verständlich oder mißverständlich Semantik oft unklar Genauigkeit unpassend Vollständigkeit nicht gesichert Modellierung im Bearbeitungssystem zu viele aufgabenfremde Arbeitsschritte viele Teilergebnisse, unsichere und falsche Ergebnisse 16

17 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 17

18 Was heißt Nutzbarkeit? Sicht des Nutzers: Daten finden (Katalogdienste Metadaten) Daten beurteilen ( fitness for use Metadaten) Qualität, Geometriemodell, Semantik, Ontologie Daten beschaffen Produzent, Verkäufer, Rechte, Nutzungseinschränkungen Daten verarbeiten Abbildung ins Zielsystem, Datenintegration Datennutzung finanzieren Kosten der Daten, Bearbeitungsaufwand 18

19 Nutzbarkeit vs. Nützlichkeit Nutzbar sind Daten, die ein Nutzer finden und beurteilen beschaffen, verarbeiten und bezahlen kann Nützlich sind Daten, mit denen ein Nutzer seine Fragen beantworten d.h. Information erzeugen kann 19

20 Daten vs. Information Daten sind Zeichen Information ist Antworten auf Fragen Information ist abfragbar ohne weitere Bearbeitung (max. Einlesen in ein Programm) 20

21 Informationsprodukt auf die Beantwortung bestimmter Fragen zugeschnitten oft als Kombination von Daten und Operationen (Diensten) in Standard-Softwareumgebungen einsetzbar (Browser, Office-Software, GIS) vgl. Telefonbuch mit Telefonauskunft 21

22 11833 Die Nummer ist 1DM

23 Wie entstehen Informationsprodukte? Analyse der Nutzer-Workflows: Entscheidungen Inhalt des Produkts festlegen Usability Engineering Nutzbarkeit des Produkts sicherstellen Reengineering der Produzenten-Workflows effiziente Produktion des gewünschten Produkts in der erforderlichen Qualität ermöglichen 23

24 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 24

25 Unser Werkzeugkasten 1. Technische Interoperabilität 2. Analyse und Reengineering von Arbeitsabläufen 3. Semantische Modellierung 25

26 Technische Interoperabilität (1) OpenGIS Schnittstellen at at at Networks and client/server technology at at Traditional DBMS at at Non-standard DBMS at Mobile Computing at at GIS file formats

27 Technische Interoperabilität (2) Gleiche Daten mit verschiedenen Systemen bearbeiten Lesen, Darstellen, Schreiben in anderes Format mit etlichen Systemen möglich bestehende Objekte Verändern mit einem System möglich i.d.r. nur mit manueller Zusatzarbeit systemspezifische Erweiterungen verhindern Interoperabilität 27

28 Technische Interoperabilität (3) Daten verschiedener Systeme in einem System nutzen funktioniert, wenn Zugriffsmöglichkeit vorhanden ist dann alle Abfrage- und Analyseoperationen durchführbar i.d.r. mehr Datenquellen im lesenden als im schreibenden Zugriff 28

29 Reengineering von Arbeitsabläufen aus Wirtschaftswissenschaften Idee Ziele [Hammer and Champy] Prozeßdenken statt Arbeitsteilung Qualität verbessern, Effizienz steigern, Kosten senken Vorgehen bestehende Abläufe analysieren: Wertschöpfung? Wertsteigernde Schritte identifizieren Neuen Ablauf nur aus wertsteigernden Schritten 29

30 ... für Geodaten Arbeitsabläufe von Nutzern und Produzenten analysieren Nutzer: Entscheidungsprozesse Produzenten: Produktionsprozesse Nutzer wozu wird welche Rauminformation benötigt? Entscheidungsrisiko? notwendige Datenqualität? Produzenten wie jeder andere Produktionsprozess 30

31 Usability Engineering Wurzeln in der Hardware: Ergonomie geteilte Tastaturen, strahlungsarme Monitore, Büromöbel, Beleuchtung Übertragung auf Software: Software-Ergonomie Erlernbarkeit, Effizienz, Erinnerbarkeit, Fehlertoleranz, Zufriedenheit Vorgehen: Nutzer und Aufgaben analysieren, Konkurrenzprodukte testen, Prototypen mit Nutzern testen, Erfahrungen aus dem Praxiseinsatz verwerten 31

32 ... für Geodaten Kriterien: Umgang mit Daten leicht zu erlernen und gut zu merken effizient mit Daten arbeiten Fehler dürfen nicht den Nutzen der Daten in Frage stellen zufriedene Datennutzer Vorgehen wie bei Software: Nutzer, Aufgaben und Produkte analysieren Prototypen mit Nutzern testen Erfahrungen aus Praxiseinsatz verwerten 32

33 Semantische Modellierung Wurzeln in der Linguistik Bedeutung von Begriffen Modelltheoretische Semantik in der Informatik Prädikatenlogik Kognitive Semantik Bedeutung liegt in der Nutzung Abbildungen (mappings) zwischen Begriffen 33

34 ... für Geodaten Nützlichkeit Fahrbahnbreite umfaßt die Fahrbahn und Seitenstreifen anstatt nur die Fahrbahn Fähren gehören (nicht) zur Kategorie Straße Nutzbarkeit Straße wird als Weg bezeichnet, der Nutzer sucht aber nach Straßen 34

35 Ontologie Beschreibung dessen, was in der modellierten Welt vorkommt Eine Stufe über Datenmodellen Hauptaspekte: Kategorien bilden: Objektklassen Identitäten festlegen: Identifikatoren Beziehungen beschreiben: Operationen Schwierigkeit: zuwenig formalisierte und anwendbare Theorie

36 Übersicht 1.Einführung 2.Fallstudie 3.Informationsprodukte 4.Unser Werkzeugkasten 5.Schlußfolgerungen 36

37 Nutzbarkeit heißt: Schlußfolgerungen mehr als produzenten-orientierte Datenqualität Nutzer steht im Zentrum Konsequenzen für Produzenten Geodaten von der Stange, differenziert individualisierte Informationsprodukte Konsequenzen für Nutzer: von der Geodatenverarbeitung zu Geoinformation 37