Die KOMET-Architektur

Transkript

1 Die KOMET-Architektur Eine Integrationsplattform zur forstlichen Entscheidungsunterstützung

2 Übersicht Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstrationsanwendung

3 Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstrationsanwendung

4 Anforderungen an forstliche EUS Fachliche Anforderungen Komplexer Problemraum Meist mehrere, in sich abgeschlosse Teilbereiche Unterschiedliche Forstliche Forschungsrichtungen Informationstechnische Anforderungen Integration in bestehender Systeme GIS-Anbindung

5 Konsequenzen für forstliche EUS Bereitstellung der Funktionalität Gesamtlösung ergibt sich aus der Summe mehrerer Teilfunktionen Schnittstellen zur Integration heterogener Anwendungen Intern Extern

6 Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstrationsanwendung

7 Lösungsansatz: Software-Komponenten»Modelle«Solver Waldbehandlung Sortierung... HolzernteSimulation PlanungsKomponente Middleware Datenbank Infrastruktur Modellbank

8 Komponentenorientierte Software-Entwicklung Mächtiges Software-Paradigma Komponenten-Entwicklung Geht über Objektorientierung hinaus Programmierung Anwendungs-Entwicklung Zusammensetzung von Komponenten zu Anwendungen

9 Struktur eines EUS aus technik-orientierter Sicht spezifische EUS Rollen EUS EUS EUS Anwender Hardware Modul Software Modul Software Modul EUS-Konstrukteur Technischer Entwickler EUS-Werkzeuge EUS-Generator Vermittler Tool-Programmierer

10 MiddleWare: Komponententechnologien Remote Method Invocation (RMI) Enterprise Java Beans (EJB) Distributed Component Object Model (DCOM) ActiveX,.Net Common Object Request Broker Architecture (CORBA) Web Services

11 Infrastruktur: KOMET-Architektur Modell-Subsystem Dialog-Subsystem Solver Planungskomponente EUS-Kern Solver-Daten Meta-Daten (Modelbase) Daten-Subsystem

12 Struktur eines EUS aus IT-orientierter Sicht Entscheidungs-Unterstützungs-System (EUS) Datenbank Datensubsystem DatenbankManagementSystem (DBMS) Modellsubsystem ModellbankManagementSystem (MBMS) Dialog-Generierungsund ManagementSystem (DGMS) Dialogsubsystem Modellbank Benutzer

13 Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstratinsanwendung

14 Metadaten Daten über Daten Beschreibung der Struktur (Syntax) Beschreibung der Bedeutung (Semantik) Selbstdokumentation der Solver

15 Metadatenmodell Relationale Metadaten in zentraler Datenbank Ontologie Standardisierter, einfach zu implementierender Zugriff Hohe Geschwindigkeit Mächtigkeit Weitreichende Abfragemöglichkeiten Vereinigung der Vorteile beider Methoden

16 Relationales Metadatenmodell Datenkatalog Solverkatalog Tabellenkatalog Spaltenkatalog Logische Sicht auf Tabellen und Spalten der Solver in der Datenbank

17 Entity-Relationship-Diagramm N Ist Untersolver von 1 Solver 1 Besitzt N Tabelle M 1 Besitzt N Benötigt N Spalte M Verbindet N

18 Ontologie Taxonomische Beschreibung forstlicher Messgrößen Erweiterbares abstraktes objektorientiertes Datenmodell Gleichzeitige Speicherung von Syntax und Semantik in standardisierter Form Web Ontology Language (OWL-DL) Maschinelle Interpretation der Solverdaten

19 Klassentypen Behälterklassen Beschreibung der Struktur Messwertklassen Beschreibung jeder einzelnen Messgröße Vorlagen für Solver-Objekte

20 KometValue Ontologie im Schema islocatedin AdministrativeArea ForestEnterprise Unterabteilung Abteilung Distrikt Forstbetrieb besitzt Stand REUS Waldbesitzer hassitedescription SiteDescription hasgrowingstock hascruisestatus CruiseStatus Standort Befahrbarkeit hasactivity GrowingStock haspredictedgrowth Activity hastree PredictedGrowth Wegenetz Tree Wuchsmodell Operat StandortGrob ESRI Foresty Datamodel StandortFein OPEinzelbaum OPBestand WMSteuerung WMKonfig OPMittelwerte Durchforstung KOMET Holzernte liefert SortEinzelbaum Sortenstueck HiebsErgebnis wird durchgeführt mit legt fest WMNPEinzelbaum WMPrognose Sortierung REUS WMSortierung HiebsParameter Erntewerkzeug

21 Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstrationsanwendung

22 Kommunikation: KometML Modell-Subsystem Dialog-Subsystem Solver Planungskomponente KometML EUS-Kern Solver-Datenbank Meta-Datenbank (Modelbase) Daten-Subsystem

23 KometML Dialekt der Extenxible Markup Language (XML) XML Standard zum Datenaustausch Möglichkeit der Definition eigener Sprach-Instanzen (Dialekte) Übermittlung strukturierter Informationen Unabhängigkeit von Programmiersprachen

24 Kommunikations-Schema <?xml...> <komet> <request> <resulttree> </resulttree> </request> </komet> XML-Request Solver, Planungskomponente <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> <?xml...> <komet> <request> <resulttree> </resulttree> </request> </komet> EUS-Kern XML-Response <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> Aktion ausführen Data Ware House

25 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <!DOCTYPE komet SYSTEM 'file:k:/user/mascht/promotion/arbeit/xml/komet.dtd'> <komet> <request> <datatree> <item ontclass="bkz" belongsto="wmsortierung" /> <item ontclass="sorttyp" belongsto="wmsortierung" /> </datatree> </request> </komet>

26 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 2 <!DOCTYPE komet SYSTEM 3 'file:k:/user/mascht/promotion/arbeit/xml/komet.dtd'> 4 <komet> 5 <response> 6 <datatree> 7 <table id="silva.best.sort" name="sortierung" 8 dbname="slv_output_best_sort"> 9 <column ontclass="bkz" belongsto="wmsortierung" 10 id="silva.best.sort.bkz" 11 name="forst ID (Stratums-ID)"dbName="forst_id" /> 12 <column ontclass="sorttyp" belongsto="wmsortierung" 13 id="silva.best.sort.sorttyp" name="sortierungstyp" 14 dbname="sortierung" /> 15 <keycolumn ontclass="besttyp" belongsto="wmsortierung" 16 id="silva.best.sort.besttyp" 17 name="bestandes-typ (Stratums-ID)" dbname="best_typ" /> 18 <keycolumn ontclass="stotyp" belongsto="wmsortierung" 19 id="silva.best.sort.stotyp" 20 name="standorts-typ (Stratums-ID)" dbname="sto_typ" /> 21 <keycolumn ontclass="periode" belongsto="wmsortierung" 22 id="silva.best.sort.periode" name="periode" 23 dbname="periode" /> 24 <keycolumn ontclass="baumart" belongsto="wmsortierung" 25 id="silva.best.sort.baumart" name="baumart" 26 dbname="baumart" /> 27 <keycolumn ontclass="variante" belongsto="wmsortierung" 28 id="silva.best.sort.variante" name="variante" 29 dbname="variante" /> 30 </table> 31 </datatree> 32 </response> 33 </komet>

27 1 select sorttyp 2 from slv_output_best_sort 3 where bkz="dglsch4a00" 4 and baumart=1 5 and variante=2;

28 Einführung Architekturmodell Metadatenmodell Kommunikationsmodell Demonstrationsanwendung

29 Demonstrationsanwendung Holzerntesimulation NRW-Projekt Integrierte Anwendungen SILVA 2.2 Holzernte 7.0 AutoMod 11.0 GIS-Komponente ArcGIS Engine 9.2

30 Demonstrationsbestand

31 Ausgangssituation <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> SILVA 2.2 Durchforstungsstrategie, Ausscheidender Bestand Holzernte 7.0 Aushaltungsstrategie, Sortierung <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> AutoMod 11.0 Einzelbaumdaten Sortenstücke <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> Simulationsumgebung, 3D-Grafik <?xml...> <komet> <request> <resulttree> <solver> <resultset> </resultset> <resultset> </resultset> </solver> </resulttree> </request> </komet> Einzelbaumdaten Simulationsergebnisse

32 Holzerntesimulation + KOMET Planungskomponente GIS (ArcGIS Engine 9.2) SILVA 2.2 EUS-Kern KOMET Architektur Referenzimplementation Holzernte 7.0 AutoMod 11.0 Data Ware House

33 Planungskomponente Solver-Betrachter Options-Auswahl Szenario-Editor Solver-Starter Ergebnis-Auswahl Ergebnis-Betrachter

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40 Demonstrationsanwendung Metadaten ermöglichen maschinelle Interpretation der Solverdaten Kenntnis von Spalten- und Tabellennamen nicht nötig Automatisierter Datentransfer Integration von Geodaten Einbindung / Entfernung / Austausch von Solvern Parallelisierung und Verteilung von Solvern Einheitliche gemeinsame Oberfläche

41 Ausblick Erweiterung des Einsatzbereiches in Richtung Holztransport/Logistik Integration von forstlicher Branchensoftware Einsatzbereiche jenseits des forstlichen Umfeldes Intelligente Systeme, die in Ansätzen»wissen was sie tun«

42 Danke!