Informationsknoten Geoportal das Geoportal Rheinland-Pfalz in der GDI-RLP

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1 Informationsknoten Geoportal das Geoportal Rheinland-Pfalz in der GDI-RLP Arnulf CHRISTL Zusammenfassung Geoportale ermöglichen die Verwaltung und Nutzung von Geodaten- und Kartendiensten in Geodateninfrastrukturen (GDI). Die Komponenten der GDI werden dabei über die Abstraktion ihrer Metadaten angesprochen. Geoportale eröffnen ihren Anwendern lesenden und ggf. schreibenden Zugriff auf horizontal verteilte Dienste unterschiedlicher Anbieter. Die Software eines Geoportals ist typischerweise leichtgewichtig und besteht aus Metadatenhaltung, Webserver und Skripten. Diese erzeugen dynamische HTML-Seiten, welche die Metadaten der Dienste in anwendergerechter Form aufbereiten und bereitstellen. Interoperabilität ist die Voraussetzung für das Zusammenspiel von Geoportal und Diensten. 1 Einleitung Die wachsende Anzahl produktiver Karten- und Geodatendiensten, die eine Vielzahl unterschiedlicher Inhalte bereitstellen, wecken einen steigenden Bedarf an Werkzeugen zur Verwaltung und Nutzung. Der Paradigmenwechsel vom Einzelnutzer-orientierten Desktop GIS hin zu einer verteilten Geodatenhaltung und lose gekoppelten Anwendungen unterstricht diesen Bedarf. Die herkömmliche, geschlossene Anwendungskette so genannter Service-orientierter Architekturen (SOA) eignet sich nicht für die Erschließung neuer Märkte die bereits durch Globen (WorldWind, GoogleEarth usw.), GPS in Mobiltelefonen und die starke Verbreitung von Navigationssystemen wachsen. Diese wachsen als lose gekoppelte Dienste in web-basierten Anwendungen und werden von Schlagworten wie Web 2.0 begleitet. Geoportale stellen die Verbindung zwischen dieser Anwendungswelt und klassischen GID her, im vorliegenden Beitrag wird das GeoPortal.rlp vorgestellt. 1.1 Geoportal Definition Der Begriff Geoportal ist noch in der Definitionsphase. Aus der Informatik wird der Begriff Portal allgemein für Anwendungen verwendet, die eine Integration von Anwendungen, Prozessen und Diensten verfolgen. Mitte der neunziger Jahre hat sich das Internet als technisches Netzwerk durchgesetzt und prägte in der Folge den Begriff Webportal (oder Internetportal). Webportale bieten den Zugriff auf verteilte Inhalte und Dienste, die über das Internet vernetzt sind. Die logische Adressierung (der Zugang zu den Diensten) erfolgt über URL (Uniform Resource Locator) und das Applikationsprotokoll Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) (VLACHAKIS, GURZKI & KIRCHHOF 2005). Geoportale sind eine Untergruppe der Webportale, die sich auf die Anforderungen und Merkmale räumlicher Daten spezialisiert haben. Ein Geoportal ermöglicht den zentralen

2 Informationsknoten Geoportal 179 Zugang auf verteilte, unabhängige Geodaten- und Kartendienste, die über das Hypertext Transfer Protocol (http) miteinander verbunden sind. Geoportale stellen die Daten und Karten nicht selbst bereit, sondern referenzieren diese lediglich über ihre Netzwerk-Adressen. Die Dienste können in beliebig viele unterschiedliche Geodateninfrastrukturen (GDI) eingebunden sein (BERNARD, FITZKE & WAGNER 2005). Geoportale ermöglichen den Zugang zu einer oder mehrerer unabhängiger GDI. Die Daten der Dienste verlassen die Dienstumgebung dabei nicht, sondern werden lediglich über ihre Zugangsadresse in das Geoportal eingebunden. Zusätzlich können beschreibende Metadaten hinterlegt werden, um das Auffinden der Dienste zu erleichtern. Die Verbindung zwischen Geoportal und Dienst ist einseitig und lose. Der Dienst benötigt keine Informationen über die Einbindung in das Geoportal und das Geoportal speichert lediglich die Basis-Adresse (URL) und Metadaten. Die Leistungen der Dienste (z.b. OGC WMS und OGC WFS) werden durch die vom OGC standardisierten Capabilities- Dokumente beschrieben. 1.2 Aufgaben und Merkmale von Geoportalen Die Aufgaben von Geoportalen ähneln in vielen Aspekten den Content Management Systemen (CMS), die es mehreren Redakteuren gestattet gleichzeitig Inhalte in dynamischen Webseiten einzustellen und zu pflegen. Geoportale beinhalten innengerichtete Funktionen zur Administration und außengerichtete Funktionen für Anwender der Daten und Dienste. Eine Auswahl der Aufgabe, die ein Geoportal löst: Recherchefunktionalität nach Geodaten- und Kartendiensten Bereitstellung von Metadaten der eingebundenen und referenzierten Dienste Registrierung durch Datenanbieter, Überwachung und Monitoring Automatisierte Benachrichtigung über Änderungen referenzierter Dienste Verwaltung und Pflege von Metadaten der Dienste Anbindung externer Metadatenquellen Bereitstellung von Anwendungsoberflächen Verwaltung von personalisierbaren Nutzerprofilen Typische Merkmale eines Geoportals sind: Vermittlung von Diensten zwischen Nutzer und Anbieter Zugriff auf verteilte Datenanbieter Herstellung der Interoperabilität von Daten durch Anwendungen Betrieb, Pflege und Sicherung der Inhalte erfolgt durch den Anbieter Zugriffssicherheit durch diensteigene Protokolle und Mechanismen Wahlweise Dienst-Kaskadierung im Portal oder Direktzugriff auf Dienste durch Endbenutzer-Software Ein neuer Aufgabenbereich von Geoportalen ist die Bereitstellung von Fach-Anwendungen, die spezifische Fragestellungen mit klar definierten Prozessen abbilden. Sie arbeiten nach dem gleichen, verteilten Prinzip und lösen damit Fragestellungen für spezifische Nutzergruppen, die organisatorisch nicht der gleichen Einheit angehören müssen wie die enthaltenen Dienste der GDI.

3 180 A. Christl Thematisch können in einem Geoportal beispielsweise geologische Lehrpfade in einem Naturschutzgebiet eingetragen sein. Hierfür können geologische und naturschutzräumliche Karten (Hoheitstrechtlich) sowie Park- und Einkehrmöglichkeiten für die Wanderer aus dem Bereich Tourismus (Wirtschafts-Verband) miteinander kombiniert werden. 2 Das Geoportal des Landes Rheinland Pfalz Das Geoportal Rheinland Pfalz (GeoPortal.rlp) ist ein Projekt des Interministeriellen Ausschusses für Geoinformation Rheinland-Pfalz (IMAGI-RP) der zur Verbesserung der Koordinierung des Geoinformationswesens Anfang 2004 eingerichtet wurde. Zur operativen Umsetzung der Geodateninfrastruktur Rheinland Pfalz (GDI-RP) wurde die Kompetenzund Geschäftsstelle GDI-RP (KGSt) im Landesamt für Vermessung und Geobasisinformation (LVermGeo) eingerichtet. Mit Ministerratsbeschluss vom wurde dem IMAGI-RP der politische Auftrag zum Aufbau einer Geodateninfrastruktur in Rheinland- Pfalz erteilt. Demnach sind folgende Schritte umzusetzen: Aufbau von Geo-Metadatenbeständen Implementierung eines GeoPortals einschließlich der Geo-Metadatenbestände Erweiterung des GeoPortals um Web-Dienste zur Visualisierung der Geodaten In der Geodateninfrastruktur des Landes Rheinland-Pfalz (GDI-RLP) übernimmt das Geo- Portal.rlp ( die zentrale Aufgabe als dienstorientierte Vermittlungsstelle zwischen Nutzern und Anbietern von Geodaten. Geodaten suchen Ergebnis wählen Karte anzeigen sind die Kernfunktionen für die Recherche und den Online- Zugriff auf verteilte Geodatenbestände sowie deren Visualisierung. Durch die verteilte Datenhaltung verbleibt die Datenhoheit an der dafür zuständigen Stelle, ein wichtiges Kriterium für die Akzeptanz der Anbieter. Die direkte Bereitstellung durch den Anbieter gewährleistet hohe Aktualität der Daten und reduziert den Aufwand für Pflege, Bereitstellung und Kontrolle durch die bereitstellende Instanz. Abb. 1: GeoPortal.rlp Startseite (Quelle:

4 Informationsknoten Geoportal Technik Die Webseite des GeoPortal.rlp ( wurde mit dem Content Management System Typo3 ( implementiert, der öffentliche Bereich mit der Wiki-Software MediaWiki ( Das Geoportal-Backend und die Benutzerverwaltung wurden mit der Software Mapbender ( umgesetzt. Über das Backend Mapbender werden sowohl die Oberflächen für den Kartenviewer, als auch für die mandantenfähige Pflege der Dienst-Metadaten bereitgestellt. Alle drei Anwendungen sind in PHP ( implementiert und werden über den Webserver Apache HTTP Server ( bereitgestellt. Die PHP-Anwendungen erzeugen dynamische HTML-Seiten als Bindeglied zwischen Anwender und Geodaten- Diensten. Alle zentralen Daten dieser Komponenten werden in einer PostgreSQL Datenbank ( vorgehalten, die mit PostGIS ( räumlich erweitert wurde. Als Betriebssystem für die Geoportal-Komponenten setzt der Landesbetrieb Daten und Information in Rheinland-Pfalz ( die GNU Linux Distribution Debian ( ein. 2.2 Zugriffe in einer verteilten Architektur Das GeopPortal.rlp ist eine eigenständige Web-Anwendung mit Benutzerverwaltung, Datenhaltungskomponente und dynamisch generierten HTML-Seiten. Die Anfrage nach einem Kartenbild (OGC WMS GetMap-Request) wird vom Server als URL in der dynamischen HTML-Oberfläche zur Laufzeit in den Browser geladen. Ab diesem Zeitpunkt bedient sich der Browser direkt bei den eingebundenen Karten- und Daten-Servern, zwischen Geoportal und Browser ist dafür keine weitere Kommunikation mehr erforderlich (Seite 293ff., TYLER, EMDE & CHRISTL 2008). Die Anfrage selbst erfolgt nicht durch den Geoportal-Server, sondern direkt vom jeweiligen Benutzer durch dessen Browser. Karten- Anfragen werden nicht durch den Server kaskadiert, das entlastet das Netzwerk und ist deutlich weniger fehleranfällig. Die OGC Service-Architektur sieht vor, dass ein Client vor der Karten-Anfrage zunächst ein Beschreibungsdokument anfordern muss, um zu wissen nach welchen Ebenen gefragt werden kann. Erst im zweiten Schritt kann der eigentlichen Karten-Request abgesetzt werden. In geschlossenen Service-orientierten Architekturen (SOA) ist das ein gangbarer Web. Die Resource Oriented Architecture (ROA) basiert auf RESTful Services und ist der Grund für den Erfolg des weltweiten Internets (RICHARDSON & RUBY 2007). Im OGC wird die ROA bereits diskutiert ( Die Software Mapbender überbrückt die technische Hürde von der SOA zum Netz indem die Informationen des Capabilites-Dokuments bereits während der Registrierung auswertet und in der Datenhaltungskomponente des Geoportals speichert. Mit diesen Informationen kann dynamisch zur Laufzeit die Anwendungsoberfläche generiert werden. 2.3 Inhalte Mehr als 500 Kartenebenen werden bereits über das GeoPortal.rlp erreicht (Stand Frühjahr 2008). Diese verteilen sich auf über 100 OGC WMS Dienste, die über Software unterschiedlicher Hersteller eingebunden werden. Die stetig wachsende Anzahl von OGC WMS

5 182 A. Christl Diensten werden von externen Stellen betrieben und Online über das Geoportal registriert. Die Kernfunktion des Geoportals ist die Recherche nach verfügbaren Geoinformationen und deren Visualisierung. Der Einstieg erfolgt zunächst wie aus modernen Suchmaschinen gewohnt über ein einziges Textfeld. Intern verarbeitet das Geoportal den Suchbegriff auf unterschiedliche Weise und nutzt dabei individuelle und beliebig erweiterbare Standards und Abfragesprachen. Das Geoportal kapselt die Anfrage des Benutzers vollständig von dem zugrundeliegenden Suchvorgang ab und bereitet die Ergebnis transparent auf. Eine Besonderheit an dieser Lösung ist die Recherchierbarkeit von einzelnen WMS-Ebenen (Layer), Ebenengruppen sowie einzelnen Geometrietypen (WFS-FeatureTypes). Das Ergebnis der Suche wird als Hypertext-Liste in den Kategorien Gesamt, Adressen, Dienste, Info und Metadaten aufbereitet. Enthalten die Suchergebnisse Kartendienste, so lassen sich diese im integrierten Kartenviewer anzeigen. 3 Erweiterte Funktionalität im GeoPortal.rlp Die im Geoportal eingesetzte Technologie setzt sich aus bewährten Komponenten zusammen, die auch in anderen Zusammenhängen genutzt werden. In Rheinland Pfalz z.b. die Anwendung für landwirtschaftliche EU-Förderanträge FLOrlp ( der Stadtplandienst der Stadt Mainz ( oder das Radwanderportal ( Diese Anwendungen sind jedoch nicht generisch nutzbar, sondern dienen einer speziellen Aufgabe. Für die nächste Phase der Dienstorientierung in der räumlichen Datenverarbeitung wird neben der reinen Kartendarstellung der selektive Zugriff auf Geo-Objekte benötigt, wie im OGC Standard WFS definiert. Bevor jedoch auf einzelne Objekte zugegriffen erden kann, muss eine zusätzliche Abstraktionsstufe (DescribeFeatureType) überwunden werden. Das ist für Webportale untypisch und trägt der höheren Komplexität von Geodaten Rechnung. Um die Nutzung des OGC WFS Standards zu vereinfachen, wurde ein generischer WFS Abfrage-Editor implementiert. Diese Erweiterung bietet den Nutzern die Möglichkeit einen im Portal registrierten WFS-Dienst in die Karten-Anwendung zu integrieren. Der WFS wird dabei nicht direkt im Kartenfenster angezeigt, sondern kann über einen Abfrage-Editor individuell sowohl mit attributiven als auch räumlichen Parametern abgefragt werden. Abb. 3: GeoPortal.rlp OGC WFS Abfrage-Editor (Quelle

6 Informationsknoten Geoportal 183 Die Bedienung ist Dialog-gesteuert und bietet die gewohnten Funktionen von Abfrage- Editoren. Der Dialog zeigt in einer Liste zunächst alle eingebundenen WFS-Dienste und nach der Auswahl die jeweils bereitgestellten Felder inklusive Datentyp. Zu jedem Feld können außerdem per Maus-Klick dynamisch Beispielwerte vom Dienst angefordert werden. 3.1 Sicherheit, Überwachung und Pflege der Dienste Die integrierte Authentisierungs- und Autorisierungskomponente des Geoportals ermöglicht eine Nutzereinschränkung für nicht öffentliche Daten. Die Sicherung der Dienste gegen unberechtigten Zugriff bleibt dabei voll unter der Kontrolle des Datenanbieters. Der kontrollierte Zugriff kann über mehrere Stufen implementiert werden, um die Vielfalt unterschiedlicher Lösungskonzepte zu bedienen. Das Geoportal verfügt über alle Verbindungsdaten zu allen Diensten und hat aufgrund seiner zentralen Rolle eine sehr hohe Verfügbarkeit. Es ist deshalb naheliegend, diese Daten zu nutzen, um die Dienste in regelmäßigen Intervallen abzufragen und die Verfügbarkeit zu kontrollieren. Diese umfangreichen Möglichkeiten zur Pflege und Überwachung der Dienste bieten sowohl dem Anbieter eine Qualitätskontrolle der eigenen Dienste als auch individuelle und aggregierte Statistiken über Zugriffszahlen und Verfügbarkeiten. 4 Fazit Das Konzept der verteilten Datenhaltung raumbezogener Informationen, bei dem die Verantwortung für die Daten an der dafür zuständigen Stelle verbleibt, hat sich bewährt. Die Zahl der WMS-Dienste ist stark angewachsen, der neue, generische Abfrage-Editor erleichtert jetzt auch die Nutzung von OGC WFS. Als nächste Ausbaustufe werden vermehrt massentaugliche Formate wie KML als Bindeglied mit Anwendungen wie WorldWind und GoogleEarth in Wert gesetzt. Hier werden amtliche Daten (z.b. qualifizierte Radwegenetze) genutzt, um Touren entlang gesicherter Wege zu planen. Die Ergebnisse können in GPS und Navigationsgeräte heruntergeladen werden, um auch im Bereich Tourismus in Wert gesetzt werden zu können. Ein weiterer Bereich mit hohem Entwicklungspotenzial ist die Einbindung verteilter Geodateninfrastrukturen in sogenannten Mash-Ups, also die Kombination von Karten und Geodaten mit weiteren Informationen bekannter Webportalen wie Wikipedia ( Flickr ( Google ( com) oder Yahoo ( Literatur BERNARD, L., FITZKE, J. & WAGNER, R. (2005): Geodateninfrastruktur. Heidelberg. RICHARDSON, L. & RUBY, S. (2007): RESTful Web Services. TYLER, M., EMDE, A. & CHRISTL, A. (2008): Web-Mapping mit Open Source-GIS-Tools. VLACHAKIS, J., GURZKI, T. & KIRCHHOF, A. (2005): Marktübersicht Portalsoftware.