Geoinformation und Landentwicklung. Neues -Datenmodell

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1 Geoinformation und Landentwicklung Neues -Datenmodell Siegfried Engelmeier Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg, Referat

2 Themenübersicht Was heißt? Warum? Was verbirgt sich hinter? Was ändert sich durch das -Datenmodell? Basis-DLM im -Datenmodell Die Chancen des -Datenmodells für den Nutzer

3 Was heißt? Der Standard für Geobasisinformationen!!

4 Warum?

5 Warum? ALK/ALB ATKIS Festpunkte Grundriss Punkte Basis-DLM DGM TP NivP BGRUND BGRUND EDBS ASCII ASCII ASCII ALB DLM50 TKFD SFP WLDGE EDBS SICAD-SQD ASCII Harmonisierung Migration Normbasierte Austauschschnittstelle (NAS)

6 Warum? Seit 1970 innovative und kontinuierliche Weiterentwicklung des IuK-Standards 01/2011 Start in eine Geodatenstruktur mit: Bedarfsgerechter, normbasierter und einheitlicher Geodatenbereitstellung Trennung von fachneutralen Grundelementen in ein Basisschema und de Fachobjekte in ein Fachschema Einheitlichen Objektabbildungskatalogen Einheitlichen Dateninhalten Redundanzfreien Daten Einheitlichem Datenaustauschformat / normierter Schnittstelle (NAS) Verwendung internationaler Standards und Normen (ISO / OGC) Beschreibung von Metadaten und Datenqualität Einheitliche geodätische Grundlagen Standardisierte Projektsteuerung, Onlinefähigkeit

7 Was verbirgt sich hinter? Das AAA Anwendungsschema Internationale Normen und Standards (ISO, OGC) Basisschema (fachneutral, beschreibt allgemeine topologischgeometrische Eigenschaften und stellt Basisklassen für die fachliche Modellierung der AAA Objektarten bereit) N u t z u n g d u r c h Fachschema... Fachschema z.b. Fachschema... Fachteil für AFIS-ALKIS- ATKIS, definiert fachliche Objektarten

8 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Das Basisschema definiert die gemeinsamen Eigenschaften aller Fachobjekte: AA_Objekt: Objekt-Identifikator Lebenszeitintervall Modellart / Modellartenzugehörigkeit Anlass (Entstehung / Veränderung) <<Type>> AA_Objekt <<ID>> identifikator : AA_UUID lebenszeitintervall : AA_Lebenszeitintervall modellart : Set<AA_Modellart> anlass [0..1] : Sequence<AA_Anlassart> zeigtaufexternes [0..1] : Set<AA_Fachdatenverbindung> Fachdatenverbindung (Verknüpfung zu externen Daten)

9 Was ändert sich durch das -Datenmodell? AAA-Basisschema Objekttyp: 4 Ausprägungen (Klassen) von AA_Objekt Objekte mit Raumbezug (REO) Objekte ohne Raumbezug (NREO) Aggregation von Objekten (ZUSO) Objekte für Messpunkte und DGM-Gitter (PMO) <<Type>> AA_Objekt 1..n Zusammensetzung +besteht... <<Feature>> AA_PMO <<Feature>> AA_REO <<Feature>> AA_NREO <<Feature>> AA_ZUSO +istteilvon 0..n

10 Was ändert sich durch das -Datenmodell? AAA-Fachschema Baut auf dem AAA-Basisschema auf Definiert zusätzlich die fachspezifischen Anforderungen von AFIS, ALKIS und ATKIS: Objektartenbereiche Objektartengruppen Objektarten mit Attribut- und Wertearten Relationsarten Operationen für die Fachobjekte in AFIS, ALKIS und ATKIS

11 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Beispiel für die Verknüpfung von Basis- und Fachschema Wo stehen die Koordinaten?

12 Was ändert sich durch das -Datenmodell? AAA-Komponenten Erfassungs- und Qualifizierungskomponente Datenhaltungskomponente (Bestandsdaten) Auskunfts- und Präsentationskomponente AAA - EQK NAS AAA - DHK NAS AAA - APK Erfassung Fortführung Qualifizierung Visualisierung Datenhaltung Fortführung Plausibilisierung Bereitstellung Präsentation Ausgabe Datenabgabe

13 Was ändert sich durch das -Datenmodell? NAS UML Attribut Filter Encoding XML NBA GML WFS HTML Objekt ISO OGC

14 Was ändert sich durch das -Datenmodell? ATKIS - Komponenten

15 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Auswirkungen auf ATKIS Alt: 3 fachliche Ebenen - Komplexe Objekte - Objekte - Objektteile Neu: 2 fachliche Ebenen - zusammengesetztes Objekt - Objekt Reduzierung der drei fachlichen Ebenen auf zwei Umwandlung von ATKIS Objekten in Attributwerte Neuordnung der Objektarten im ATKIS - OK

16 Basis-DLM im -Datenmodell Die Zuordnung der einzelnen Objektarten wurde gegenüber der alten Ordnung durch die Harmonisierung zwischen ALKIS und ATKIS grundlegend geändert. ATKIS Basis-DLM Objektartenkatalog Siedlung Verkehr Vegetation Gewässer Relief Gebiete Fachschema AFIS-ALKIS-ATKIS Flurstück, Lage, Punkt Eigentümer Gebäude Tatsächliche Nutzung Siedlung Bauwerke, Einrichtungen und sonstige Angaben Relief Gesetzliche Festlegungen, Gebietseinheiten, Kataloge Alt: z.b. zu den Grundflächen des Siedlungsbereichs gehörten auch Bauwerke und Anlagen Neu: konsequente Trennung durch eigenen Objektartenbereich der Grundflächen: die tatsächliche Nutzung Objektartenbereiche (alt) Siedlung, Verkehr Vegetation und Gewässer werden (Neu) unter dem Objektartenbereich Tatsächliche Nutzung gebildet. Interessant auch: Bisher gab es bei ATKIS und ALK keine explizite Angabe des Koordinatenreferenzsystems. Im AAA-Modell ist eine Angabe bei jedem Geometrieelement Pflicht.

17 Basis-DLM im -Datenmodell 2006 Start für ATKIS durch Vergabe der EQK an AED Sicad heute 2010 Reale Welt GeoInfoDok der AdV: NAS (XML-Schema) AAA- Anwendungsschema (UML) Datentransfer, externer Nutzer Grundlage: ATKIS-GeoInfoDok: aktuelle Version 6.0

18 Basis-DLM im -Datenmodell Nutzungsmöglichkeiten von AAA am Bsp. : Basis-DLM - Basisinformation für Geoinformationssysteme und die Auswertungen von Fachdaten - Insgesamt ca. 4,1 Mio. Einzelobjekte - Informationsdichte und geometrische Genauigkeit - Raumbezogne Basisinformation für Fachanwendungen - Rechnergestützte Verschneidungen und Analysen mit thematischen Informationen - Basis für die Ableitung zahlreicher anderer Geoprodukte - Direkte Ableitung digitaler Karten - Nutzer: Umwelt, Naturschutz, Versorgung, Verkehrssysteme / -leitsysteme, Bundeswehr...

19 ie Chancen des -Datenmodells für den Nutzer Vertrautes und Bewährtes außer der neuer Austauschschnittstelle (NAS) Qualitätsverbesserung der Daten Modernes XML-basiertes Datenformat Internetfähig und damit tauglich für die GDI-DE

20 ie Chancen des -Datenmodells für den Nutzer Mit dem Basis-DLM im im AAA-Datenmodell vollzieht das LGL den Start in in die AAA-Welt. Es Es steht ein zukunftsfähiger Standard für für ein modernes, ganzheitliches GIS zur Verfügung auf dem neue Fach-GIS entstehen können. Vektordaten Durchgängige, konsequente, ganzheitliche Objektsicht Einheitliche Datenstruktur Einheitliche normbasierte Austauschschnittstelle (NAS) Redundanzfreie Datenführung Verwendung internationaler Normen/Standards (ISO, OGC) Eindeutige Identifikation der der Objekte (durch invariante Objekt-ID) Normierte Beschreibungssprache (UML) Grundbaustein für für Fachinformationssysteme Basis für für eine Geodateninfrastruktur (GDI) Ermöglicht den Austausch u. u. die die Vernetzung von Geofach- und basisdaten

21 ie Chancen des -Datenmodells für den Nutzer Das AAA-Datenmodell stützt sich auf GIS Basistechnologie Es vollzieht die logische Trennung von fachneutralem Basisschema und den Fachschemata Das AAA-Basisschema bildet damit die Grundlage für fachliche Modellierungen Die Fachneutralität des AAA-Basisschemas eröffnet: - den Aufbau weiterer, individueller Fachschemata zur Führung raumbezogener und / oder nicht raumbezogener Daten. - eignet sich damit bestens als Grundlage für andere GIS - Anwendungen AAA- Fachschema Objektartenkataloge Signaturenkataloge Prozesse Metadatenkataloge TFIS LEFIS TTSIB Die Modellierung von eigenen AAAkonformen Fachschemata ist besonders dann naheliegend, wenn eine enge Verzahnung der eigenen Geofachdaten mit den Geobasisdaten gewünscht oder notwendig ist (Aufbau expliziter Beziehungen zwischen den Fach- und Geobasisobjekten) AAA-Basisschema Basisklassen Präsentationsobjekte Operationen

22 ie Chancen des -Datenmodells für den Nutzer..und macht nicht Halt im eigenen Land, sondern ermöglicht die Vernetzung der Geodatenportale von Bund und Ländern und sicherlich auch darüber hinaus Geodatenserver andere Stellen Geodatenserver Bund Geodatenserver Wirtschaft Geodaten Bus Deutschland Geo- Daten- Portal Land Geo- Daten- Portal Bund Geodatenserver Vermessungsbehörden Geodaten Bus Land Geodatenserver Landesbehörden Geodatenserver Kommunen Geodatenserver andere Stellen Geodatenserver Wirtschaft

23 Geoinformation und Landentwicklung Mit der -Welt ganzheitliche Geofachinformationssysteme zu schaffen liegt in Ihren Händen Herzlichen Dank für Ihr Interesse am Thema -Datenmodell Siegfried Engelmeier LGL, KA, den

24 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Anlage 1 Das zweistufige AAA-Anwendungs-Schema : Das AAA-Basisschema stellt eine von der fachlichen Fragestellung unabhängige Modellierung von Geoobjekten dar. (Dokumentiert in den Modellartenkatalogen) Die Fachbedeutung erlangen die Geoobjekte in den AAA-Fachschemata, welche die Eigenschaften des AAA-Basisschemas durch Vererbung erhalten. Dadurch unterliegen alle Fachschemata denselben allgemeinen Definitionen (z. B. was ist ein Punkt, eine Linie, eine Fläche?). Durch diese zweistufige Modellierung besteht die Möglichkeit, jegliche Form von Geodaten auf der Grundlage des AAA-Basisschemas zu modellieren. Regelt die Identifizierung von: - Objektarten - Beziehungen zwischen Objektarten - Attributen von Objektarten - Funktionen von Objektarten - Bedingungen und Einschränkungen

25 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Anlage 2 AAA-Anwendungsschema AAA-Objektartenkataloge TS_Feature GM_CompositeSurface (from Geometric complex) TS_SurfaceComponent surface() : GM_Surface n +composite Composition 1..n +generator TS_Face Katalog- Tools in UML Die lesbaren Objektartenkataloge werden automatisch mit mit Programmen (sog. Katalog-Tools) aus dem AAA-Anwendungsschema abgeleitet: In In verschieden Varianten: RTF, PDF, HTML, XML Mit Mit unterschiedlichen Inhalten (Profilen), z. z. B. B. --separate Kataloge für für AFIS, ALKIS und ATKIS --länderspezifische Kataloge --nur aus AAA-Fachschema --...

26 Was ändert sich durch das -Datenmodell? Anlage 3 NAS : Normbasierte AustauschSchnittstelle NAS ist nicht XML, sondern NAS verwendet XML UML : Unified Modeling Language UML ist eine Sprache zur formalen Beschreibung von logischen Modellen (Datenmodellen) Verbessert die Kommunikation zwischen Fachleuten und Software-Entwickler Ist Quasi-Standard bei der Software-Entwicklung Erleichtert für die Software-Hersteller die Programmierung durch automatische Prozesse Unabhängig von der verwendeten Programmiersprache Unterstützung durch Werkzeuge, z.b. Rational Rose XML : extensible Markup Language XML ist lediglich eine Verschlüsselungssyntax XML ist ein Standard des W3C XML ist eine Auszeichnungssprache XML: Übergabe von strukturierten Daten in einer Textdatei => Mensch-Maschine-Kommunikation nahezu universell verwendbar leicht zu erzeugen und sehr leicht zu lesen XML ist gesprächig XML ist sehr speicherplatzintensiv lässt sich jedoch stark komprimieren (< 10 %) XML ist erweiterbar (= extensible) XML-Dateien können mit einfachen Texteditoren bearbeitet werden XML ist lizenzfrei, plattform-unabhängig, gut unterstützt (Microsoft, ORACLE,...) Strikte Trennung zwischen Daten und Struktur Bsp.: Element stadt mit einem Attribut name und einem Attributwert Karlsruhe, darin weitere Elemente enthalten wi Typ stadtteil mit jeweils einem Attribut einwohner und dem zum Element gehörigen Inhalt Südstadt

27 Basis-DLM im -Datenmodell Anlage 4 Basis-DLM ist Teil des AAA Schemas und Bestandteil von ATKIS Objektart = Beschreibung hier: Wald ATKIS-Datenmodell ist beschrieben im Objektartenkatalog (0K), automatisch abgeleitet aus dem Datenmodell und für jedermann lesbar Objektart Wald = Kennung = Zahl, hier zugewiesen Attribut gibt nähere Bezeichnung hier Waldart: z.b. Laubwald wieder

28 Basis-DLM im -Datenmodell Anlage 5 Die Mächtigkeit des Basis-DLM in Zahlen: Ca km Autobahnen, Bundes-, Landesund Kreisstraßen Ca Brücken, Über-, Unterführungen Ca einzelne Wohnabuflächen Ca Industrie- und gewerbeflächen Ca Ackerflächen Ca Grünlandflächen Ca forstwirtschaftliche Flächen Ca Türme und Schornsteine Ca Sportplätze u.v.m. Insgesamt ca. 4,1 Mio. Einzelobjekte