Österreichweite Rasterdaten

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1 Illmeyer, Paccagnel, Tragler Österreichweite Rasterdaten Effizienz in Verarbeitung, Haltung und Bereitstellung Land-, forst- und wasserwirtschaftliches Rechenzentrum GmbH, LFRZ System- & Software-Entwicklung,

2 LFRZ GmbH Gründungsjahr: 1968 als Rechenzentrum und EDV- Dienstleister des damaligen Landwirtschaftsministeriums Kompetenzen: Consulting Software Engineering Geografische Informationssysteme E-Government Services Content Management Systeme Rechenzentrumsbetrieb 2

3 LFRZ - GIS Consulting im Bereich GIS & Fernerkundung Aufbereitung und Visualisierung von Geodaten Vielzahl an WebGIS-Applikationen im Auftrag der öffentlichen Verwaltung Österreichs Höchste Qualitäts- und Sicherheitsniveau Datenspeicherung in Österreich nach höchsten Datensicherheitsstandards 3

4 Agenda DOP & ALS Verarbeitung Ablauf im LFRZ Datenformate Produkte (Raster-)Datenhaltung Geodatendienste OGC Services Vergleich 4

5 DOP Verarbeitung LFRZ ECW Megafile 20cm keine einzelnen TBLB20-Kacheln mehr ECW (v3) für gesamt Österreich (ca. 300 GB) weiterhin MGI / Austria Lambert ab Flug 2016 in RGBI Verarbeitung im LFRZ ERDAS Imagine + GeoCompressor Partieller Update des Megafiles Schneller (ca. 1 Woche nach Erhalt der Bilder möglich) Wegfall von Zwischenschritten Flugblockweise Verarbeitung (Start ab Erhalt des Flugblocks von BEV möglich) 5

6 Formatvergleich ECW vs. JP2 diskrete Wavelet-Transformation hohe Kompressionsraten bei guter Bildqualität keine zusätzlichen Bildpyramiden ECW bei gleicher Dateigröße bessere Bildqualität Kompromiss zwischen Speicherplatz und Qualität Abhängig vom Einsatzzweck Format /Testgebiete TIFF JP2 (1:10) JP2 (1:20) ECW (1:20) Areal 1 1,39 GB 58 MB 41 MB 28 MB Areal 2 1,39 GB 125 MB 87 MB 54 MB 6

7 Formatvergleich ECW vs. JP2 7

8 DOP RGB Stand 12/2015 8

9 DOP CIR Stand 12/2015 9

10 Grundlagen ALS Flug 10

11 Airborne Laserscanning First Pulse Last Pulse Es entsteht eine Punktewolke. Die Punkte werden klassifiziert in zumindest 2 Klassen: Bodenpunkte und nicht-bodenpunkte 11

12 Punktewolke 12

13 Verarbeitung ALS Erfassung Erfassung der Lieferungen der Bundesländer DGM & DOM Metadaten (Flugdatum, Genauigkeit, Punktdichte, etc.) Verarbeitung Konvertierung der Daten aus diversen Formaten in DTM (Software: SCOP & opals) Import TopDM (Datenmanagement) Export im BS TBLB20 (Lambert) Mosaikierung zu einem österreichweiten Datensatz (Software: ArcGIS) Folgeprodukte Grundlage: österreichweit homogenisierte Datensätze DGM & DOM aus DGM abgeleitet: Digitales Neigungsmodell (z.b. Grundlage für BHK- DNM); Hillshade (Schummerung); Relief; Isolinien (Höhenschichtlinien) aus DOM DGM abgeleitetes ndom (normalisiertes Oberflächenmodell) 13

14 Verarbeitung Zusammenführung zu einem Gesamtdatenbestand Standard DGM 1 Meter aus rund Einzelkacheln Vorhaltung entsprechender Metadaten in SHP Befliegungszeitpunkt Datenqualität Vorhaltung in einer TOPDB Datenbank Probleme Formate (Bundesländern liefern in diversen Formaten & Blattschnitten) Projektionen (diverse SRS: STMK in UTM32N, SBG in GK/M31) große Datenmenge und hohe Anzahl an Einzelkacheln tlw. nicht klare Lieferungen (z.b.: NOE Korrekturkacheln) Wasserflächen (Lücken per Interpolation geschlossen) 14

15 Produkte Digitales Geländemodell (1m) Digitales Oberflächenmodell (1m) normalisiertes Oberflächenmodell (ndom) Höhenschichtlinien (Isolinien) Relief, Exposition, Neigungsmodell, Schummerung 15

16 DGM 16

17 Hillshade 17

18 DGM vs. DOM 18

19 Analysemöglichkeiten z.b.: Ableitung einer Waldmaske 19

20 ndom = normalisiertes Oberflächenmodell 20

21 Shaded Relief 21

22 Painted Relief 22

23 Exposition 23

24 Neigungsmodell (klassifiziert) 24

25 Höhenschichtlinien 25

26 Datenhaltung NAS direkter Zugriff im "Original"-Format für Verwendungszweck angepasstes Format Service Daten liegen auf Server Zugriff über Dienste (z.b. WMS, WMTS, WCS) Datenbank-basiert DB-Zugriff DB-Export Archivierung auf HDs Geschützt vor äußeren Einflüssen 26

27 Metadatenhaltung Einfaches Auffinden Schneller Zugriff Speicherung in DB bzw. Shapefiles Infos zu Ausflösung, Flugdaten, Lieferdaten, Versanddaten, Speicherort, Medium, Blattschnitt, etc. 27

28 Probleme der Datenbereitstellung Datengröße zum Teil Terabytes von Bilddaten Unterschiedliche Datenstrukturen z.b. Bildkacheln (z.b. GK Meridiane) und Bildmosaike Metadatenhaltung Heterogene Software- und Projektumgebung Unterschiedlichste Datenformate Redundante Erstellung von Produkten 28

29 Geodatendienste Vernetzbare, raumbezogene Webservices, welche Geodaten in strukturierter Form zugänglich machen SOA verteilte Dienste Beschreibung von Dienstschnittstellen Nutzung von Standards OGC - Open Geospatial Consortium gemeinnützige Organisation Entwicklung von Standards Interoperabilität zwischen Systemen raumbezogene Technologien im Internet 29

30 OWS - OpenGIS Web Services (Auszug) WMS Web Map Service Darstellung von Geodaten als Karten WMTS Web Map Tile Service kachelbasierte, vorgenerierte Karten WFS Web Feature Service Download von Feature-Daten (Vektor-Daten) WCS Web Coverage Service Download von Coverage-Daten (z.b. Raster-Daten) 30

31 OWS - OpenGIS Web Services (Auszug) GML SLD CSW Geography Markup Language Datenformat zum Austausch raumbezogener Objekte Styled Layer Descriptor Darstellungsbeschreibungssprache für Karten Web Catalogue Service Bereitstellen von Metadaten über Geodienste und Geodaten 31

32 WMS - Web Map Service Abruf von Karten(-ausschnitten) aus Rasterdaten oder Vektordaten entsprechend Darstellungsregeln (SLD) Karte als Raster-Grafikformat (z.b. JPEG, PNG) Funktionen eines OGC-konformen WMS: GetCapabilities GetMap GetFeatureInfo (optional) GetLegendGraphic (optional) 32

33 WMTS - Web Map Tile Service performanter Abruf von kachelbasierten, vorgenerierten Karten Speicherung als einzelne, kleine Karten (Kacheln bzw. Tiles) serverseitige Generierung Standard definiert 3 Varianten für die Parameterübergabe eingeschränkte Interoperabilität bei WMTS da Server und auch GIS- Client meist nur eine Variante unterstützen 33

34 WMS vs. WMTS WMS beliebige Koordinatensystem beliebige Kartenausschnitte beliebige Kartengrößen beliebige Ausgabeformate beliebige Kartenstile beliebige Layerkombinationen WMTS bestimmtes Koordinatensystem bestimmten Raster bestimmte Zoomstufen bestimmte Kachelgröße bestimmten Kartenstil bestimmte Layer bzw. Layerkombination die abrufbaren Kartenausschnitte ergeben sich aus der Tiling-Konfiguration 34

35 Eigenheiten WMTS performant bei großen, komplexen Geodatenbeständen Interoperabilität wegen Request-Encodings nicht vollständig gegeben Kombination mit anderen WMTS-Services nur bei gleicher Konfiguration wegen vordefinierter Tiling-Konfiguration (Koordinatensystem, Raster, Zoomstufen) oft keine runden Maßstäbe möglich z.b. bei Google Maps Tiling Vorkachelung für verschiedene Konfigurationen z.b. mehrere Stile, Layerkombinationen oder Koordinatensysteme Anzahl der Kacheln für eine Layerkonfiguration Gesamt-Österreich im Maßstab 1:500 benötigt rund 100 Mio. Kacheln (!) 35

36 Tiling im GeoServer GeoServer integriert standardmäßig einen WMTS-Server (GeoWebCache) Konfiguration des WMTS erfolgt über die GeoServer-Administration Globale Einstellungen des WMTS sind unter Kartenkacheln-Cache Layerspezifische WMTS-Konfiguration geschieht in der Layer-Verwaltung 36

37 ALS Höhenabfragedienst Bestimmung der Höhen für beliebige Koordinaten Abfrage in verschiedenen Koordinatensystemen möglich (Standard Lambert) Dienst für Integration in externe Anwendungen OGC-WMS-Service basierend auf den Höhendaten als Mosaic aus GeoTiff-Dateien Einfache, für den Verwendungszweck spezialisierte Schnittstelle statt OGC-Standard-Schnittstellen Beispiel Request: Response: (m) 37

38 Zusammenfassung OGC Dienste Zentrale Datenhaltung Aktuelle und konsistente Daten Vermeidung von Redundanzen Nachhaltigkeit der Datenhaltung Interoperabilität Standardisiertes Austauschformat Einsatzbar in unterschiedlichen Anwendungen Einfacher Datenaustausch Nutzerdefinierte Ausschnitte Einfache Integration in bestehende Systeme ohne Erweiterungsbedarf OGC-Dienste bilden die Grundlage für viele GDI (SDI) 38

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit LFRZ Land-, forst- und wasserwirtschaftliches Rechenzentrum GmbH Dresdner Straße Wien Österreich Manuel Illmeyer, MSc Experte GIS Projektleitung manuel.illmeyer@lfrz.at 39