GDI 2.0 Interoperable GIS Analysen im Web
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- Mina Hofmeister
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1 GDI 2.0 Interoperable GIS Analysen im Web Prof. Dr. Alexander Zipf Lehrstuhl Geoinformatik Geographisches Institut Universität Heidelberg
2 Quo Vadis GeoAnalysen in GDI? Abbildung fachlicher Workflows? Interoperabler Baukasten? Ausblick 3D
3 Geodateninfrastrukturen heute: SOA Geodaten verfügbar über das Internet auf Basis von Standards und Normen Spezifikationen für Web Services des Open Geospatial Consortium (OGC) GeoDiensteInfrastrukturen - WMS / SLD - WFS (-T) - CS-W - WCS -?
4 Die WPS Anfragetypen GetCapabilities() - Service Metadata (XML) - Verfügbare Prozesse DescribeProcess() - Process-spezifische Metadaten - Input- & Outputparameter Execute() - Prozess Ausführung
5 Beispiele Umsetzung OGC WPS potentiell alle Arten von Berechnungen generische oder domänenspezifische Prozesse bisher v.a. 2D Umgesetzte Beispiele Puffer, Verschneidung, Thiessen Polygone verschiedene Spatial Joins mit Aggregation Versorgungsgebiete Szenario: Standortsuche (Immobilienmarkt) Erreichbarkeitsanalyse (Isochronen) Rasteranalyse (Sonneneinstrahlung, ZonalStats) Modellierung Biodiversitätswandel Katastrophenmanagement...
6 Anwendung: Katastrophenmanagement Einheitliche Norm: Dienstvorschrift 100 beschreibt Vorgehen in Einsätzen/Katastrophen Stab mit verschiedenen Gruppen (Rollenmodell): S1: Personal / S2: Lage / S3: Einsatz / S4: Logistik & Versorgung S5: Presse / S6: Info&Kommunikation typische Use Cases - Gebietsabsperrung - Evakuierung - Routenplanung - Lagekarte - Benachrichtigung - Aktionsplan abarbeiten Aktivitätsdiagramm Entschluss (S3)
7 Evakuierung Bsp: Bombenentschärfung (vereinfacht) Bestimmen des Gefahrenbereichs Absperrung planen und Festlegung des Evakuierungsgebietes Planen der benötigten Kräfte (Polizei, FW, THW) Informierung Bevölkerung & Betroffene Pläne für Evakuierung erstellen (Gebäude / Ressourcen / Ärzte / Verpflegung) Durchführung der Absperrung Durchführung der Evakuierung Beseitigung der Gefährdung Entwarnung und Rollback
8 Von Anwendungsfällen zu Diensteketten
9 Taxonomie für WPS Profile? Klassifikation von 2D GIS Analyse Operationen Goodchild (1987) Data Structures Tomlin (1990) Map Algebra Albrecht (1996) Universal GIS Operations Burrough (1992), Egenhofer (1994),... 3D Analyse?
10 Taxonomie für WPS Profile? -> 3D? Bsp: Klassifikation von 3D GIS Analyse Operatioenn ISO Standard `Geographic Information Spatial Schema - Basisfunktionen: z.b. centroid, buffer, volume of a solid Raper (2000), Kim (1998), Göbel & Zipf (2008) Dimensionen bei GIS Prozessierungsoperationen 2.5 Prozessierung und Analyse von Geländemodellen (DGM) 3D Objekte (Volumen), z.b. Gebäude Bsp: 10 Hauptkategorien für DGM-Prozessierung
11 Web Processing Service 3D (WPS-3D) Prozessierung & Analyse von DGM & 3D Geodaten DGM Verarbeitung: Kachelung, Triangulation, Generalisierung Sichtbarkeitsanalyse, Profile Katastrophenszenarien: Bombenfund, Rauchausbreitung
12 Profile für 3D Geoprocessing: DGM Vorschlag WPS Profil für TIN Generalisierung
13 Domänenspezifisches Profil: Generierung von 3D Stadt- und Landschaftsmodellen
14 Web Processing Service 3D Rauchausbreitung mit Sensor Web
15 Szenario Bombenfund
16 WPS: Agentenbasierte Evakuierungssimulation Beispiel : Bevölkerungsdaten Heidelberg Rot: Stau/Überlast Blau: Gefahrenzone Grün: freie Straße
17 Achtung: möglichst vermeiden WPS missbrauchen für Aufgaben, für die es schon OGC Standards (bzw. wenigstens Entwürfe) gibt: WMS (!) Datenabfrage: WFS, Filter Encoding Routing (OpenLS) Geocoding & Rvers Geocoding (OpenLS Utility Service) Umgebungssuche (OpenLS Directory Service) 3D Karten (WTS/WVS) 3D Szenen (W3DS)...
18 OpenGIS Location Services (OpenLS) Part 1 Directory Service Part 2 Gateway Service Part 3 Location Utility Service (reverse) geocoder spatial yellow pages position wireless network Part 4 Presentation Service Part 5 Route Service several options New Tracking Service route maps with POIs track people & goods
19 BSp: OpenGIS Location Services (OpenLS)
20 Erreichbarkeitsanalyse in OpenRouteService
21 3D Geodaten (Stadt- u. Landschaftsmodelle) im Internet Bisher proprietäre virtuelle Globen - Google Earth / Microsoft Bing / Nasa WW - Reine Visualisierung! OGC Arbeitsgruppe: 3D Portrayal Services - Web 3D Service (W3DS) - Web View Service (WVS) - 3D Symbology Encoding (3D SE) Einbettung in GDI Framework!
22 OGC Web 3D Service (W3DS) Liefert 3D Szenen - X3D, VRML, KML, Collada importiert 3D Stadtmodelle & DGM - OGC CityGML Referenzimplementierung - Neues public OGC Discussion Paper - 3D Symbology Encoding Draft - inkl. OGC Filter Encoding
23 Streaming, Kachelung, Level Of Details...
24 Aktualität und Nachhaltigkeit durch Synchronisation mit 2D Katasterdaten im Vermessungsamt Heidelberg durch OGC Schnittstellen (WFS-T)
25 Vektorkarten versus LuEbild
26 Vektorkarte versus LuEbild
27 Von statischen zu dynamischen Daten in 3D GDI Integration von Echtzeit Sensordaten in GDI OGC Sensor Web Enablement (SWE) - Bsp: Integration verschiedener Sensoren in 3D-GDI - Visualisierung in XNavigator
28 Sensor Web & GDI-3D
29 Sensors in GDI-3D building monitoring: smoke, locks
30 Architektur GDI-3D.de basierend auf OGC Diensten Catalog Service Web Metadaten zu Daten & Services Web Processing Service AuPereitung Geodaten (DGM, 2D, 3D) W3DS 3D Stadt- und LandschaEsmodelle Sensor Observa:on Service Hochwasserpegel LuEschadstoffe Gebäudemonitor 3ddb Web Coverage Service Rasterdaten Map 3D Client Visualisierung InterakKon OpenLS U:lity Service Geocoder (reverse) Web Feature Service Geodatenbank OpenLS Directory Service Gelbe Seiten - Umgebungssuche Web Map Service 2D Karten Übersicht Route Service 3D TransformaKon 2D- >3D OpenLS Route Service Routenberechnng Web Processing Service Analyse: Emmission, Bombenfund, Höhenprofil etc. Sensor Observa:on Service Dynamische Daten Windricht. / - stärke OLS Presenta:on Service Routenkarten
31 OSM-3D.org
32 OSM-3D.org (BERN)
33 OSM-3D.org (Milano)
34 OpenLS Umkreissuche / Routing in OSM-3D
35 Darstellung typischer Objekte
36 Literatur publikationen_conference.html Online Services: online.html
37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Alexander Zipf Lehrstuhl Geoinformatik Geographisches Institut Universität Heidelberg
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