Technische Realisierung des Geoportal.DE

Transkript

1 175 Technische Realisierung des Geoportal.DE Martin HÜBEN Zusammenfassung Im Rahmen der Neuentwicklung des Geoportal.DE ( wurden u. a. die zentralen Geokomponenten Map & MIS (Metadateninformationssystem) implementiert. Hierzu gehören der Geodatenkatalog-DE als zentrale Datenhaltungskomponente und Suchoberfläche, Mapserverkomponenten, Komponenten zur Visualisierung und die Verzahnung der einzelnen Module zu einem INSPIRE- und GDI-konformen Geoportal. Integriert werden die Map & MIS Module in die CMS-Applikation Government Site Builder (GSB). Ziel des neuen Geoportals ist eine zentrale Informationsquelle über den Geodatenbestand in Deutschland. Der Nutzer kann deutschlandweit nach Geodaten suchen und diese direkt im Portal nutzen und verknüpfen. Der vorliegende Fachbeitrag behandelt die technische Umsetzung des Geoportal.DE, wobei der Schwerpunkt auf dem eigentlichen Portal als Weboberfläche liegt. 1 Anforderungen an das Geoportal.DE Die Anforderungen an das Geoportal.DE liegen in erster Linie in einem einfachen und intuitiven Bedienungskonzept. So soll der Nutzer ohne weitere Fachkenntnisse zu einem für ihn zufriedenstellendem und nutzbarem Ergebnis gelangen. Die gezielte Suche nach Fachthemen erfolgt über eine Suche nach Metadaten, aus deren Ergebnis heraus der Nutzer im Portal durch Visualisierung und Verschneidung von Geodaten interaktiv und ohne Umwege sein gewünschtes Ergebnis bekommt. Die zentralen Anforderungen sind also die Suche nach Geodaten über Metadaten und die Visualisierung der gefundenen Geodaten. Im einzelnen lassen sich die Anforderungen in folgende Hauptbereiche einteilen Suche: Anbindung des Geodatenkatalog-DE über eine Suchoberfläche zur effizienten Recherche nach Geodaten. Hier liegen die Anforderungen insbesondere in einem sinnvollen Suchergebnis, welches performant geliefert wird. Kartenkomponente: Zur Visualisierung der Geodaten wird ein Kartenviewer benötigt, welcher alle Informationen der Geodaten bereitstellt und anzeigt. Zu diesen Informationen gehören geographische Elemente wie die Ausdehnung oder das Referenzsystem eines Geodatensatzes sowie Sachinformationen über die Legende oder FeatureInfo. Benutzeradministration: Neben anonymen Benutzern soll es in der ersten Realisierungsphase einen angemeldeten Benutzer geben, der Metadatensätze bewerten und kommentieren kann. Weiterhin sollen Adminstratoren das System über Oberflächen administrieren können und es sollen weitere Funktionalitäten wie die Erstellung von Themenkarten dem Administrator zur Verfügung stehen. Strobl, J., Blaschke, T. & Griesebner, G. (Hrsg.) (2012): Angewandte Geoinformatik Herbert Wichmann Verlag, VDE VERLAG GMBH, Berlin/Offenbach. ISBN

2 176 M. Hüben Usability: Als sogenannte Soft Skill Anforderung ist noch die Usability (Benutzerfreundlichkeit) zu nennen. Ziel des Portals ist es, eine Web-Applikation als zentrale Schnittstelle der GDI-DE bereit zu stellen, welche es den Benutzern bzw. Bürgern ermöglicht, sich im komplexen Themengebiet von Geodateninfrastrukturen, INSPIRE und Kartendiensten intuitiv und ohne weitere Hilfe zurechtzufinden. Somit wird dem Bürger ein einfacher Zugang zu Geodaten in Deutschland ermöglicht. 2 Umsetzung 2.1 Eingesetzte Software Die Umsetzung der Module erfolgt weitestgehend mit freier Software. Eine Ausnahme liegt nur in der Software Government Site Builder (GSB) [2] vor, welche als Content Management System zum Einsatz kommt und den inhaltlichen Rahmen bildet. Es wurden folgende Komponenten verwendet: GeoNetwork opensource PostgreSQL/PostGIS Mapbender3 Apache Lucene und Solr Government Site Builder 2.2 Technische Umsetzung Die Implementierung des Geoportal.DE und der integrierten Komponenten erfolgte vollständig als dienstebasierte Infrastruktur. Grundlage bildet das Architekturkonzept der GDI- DE V2.0 auf Basis der standardisierten Schnittstellen OGC WMS, OGC WFS und OGC CSW. Zusätzlich wurde die Suche über eine performante Schnittstelle auf Basis von Lucene und Solr umgesetzt. Eine zentrale Komponente in diesem System stellt der Katalogdienst (Geodatenkatalog-DE) dar, welcher die dezentral vorhandenen Geodaten, beispielsweise aus Länderverwaltungen oder Bundesbehörden, durch Harvesting (über OGC CSW) zusammenführt und zur Verfügung stellt. Über eine Suche werden die Datenbestände des Geodatenkatalog-DE für den Nutzer durchsuchbar und anzeigbar gemacht. Für die räumliche Suche innerhalb des Geodatenkatalog-DE wird eine Ortssuche über einen Dienst eingebunden, welcher vom Geodatenzentrum über eine JSON-Schnittstelle bereit gestellt wird. Das Geoportal.DE integriert alle Komponenten und stellt diese für den Benutzer über eine Web-Applikation zur Verfügung. Der Zugang zu Geodaten und -diensten erfolgt in dieser Web-Applikation über die Suchoberfläche im Geodatenkatalog-DE oder über bereitgestellte und vorkonfigurierte Themenkarten in Form von OGC WMC Dokumenten im Portal.

3 Technische Realisierung des Geoportal.DE 177 Abb. 1: Überblick über die Architektur des Geoportal.DE (Kutterer et al. 2012) Nachfolgend werden einzelne Module und Aspekte des Geoportal.DE genauer betrachtet Suche Über den Suchclient im Portal kann der Benutzer nach Geodaten und -dienste im Geodatenkatalog recherchieren. Im Zuge der Benutzerfreundlichkeit wurden im Suchclient Funktionalitäten wie eine Live-Suggest Funktion, also eine Vorschlagliste zu dem eingegebenen Begriff, Autovervollständigung und eine Meinten Sie -Funktion, welche Vorschläge zu einem Begriff liefert, wenn dieser im Suchindex nicht gefunden wird, implementiert. Während der Katalogdienst des Geodatenkatalog-DE die Geodaten über die CSW-Schnittstelle nach außen zum Harvesting abgibt (beispielsweise an die EU), erfolgt die Suche über eine eigene interne Schnittstelle, welche eine performante Suche erlaubt. Dazu werden die XML Metadaten-Dokumente der geharvesteten Geodaten aus der GeoNetwork-Datenbank in eine neue PostgrSQL-Datenbank überführt und entsprechend den Anforderungen der Suche für den Suchindex aufbereitet bzw. vorprozessiert. Z. B. werden in diese Datenbank die Metadatenelemente Titel, Beschreibung, geographische und zeitliche Ausdehnung eines Metadatensatzes überführt, um diesen Datenbestand mittels Lucene zu indizieren. Zusätzlich werden in einer Tabelle in dieser Datenbank die Bewertungen und Kommentare, welche über die Suchoberfläche von den Nutzern abgegeben werden, gespeichert und in den Index überführt. Die Verbindung der Bewertungen und Kommentaren zum Metadatensatz erfolgt über die UUID. Weiterhin werden Rankingkriterien wie die Gewichtung einzelner Metadatenelemente mit in den Index überführt. Als Suchschnittstelle kommt hier der Apache Solr zum Einsatz. Das Suchergebnis wird durch verschiedene Kriterien beeinflusst bzw.

4 178 M. Hüben wird durch diese Kriterien die Relevanz eines Metadatensatzes in Bezug auf den Suchbegriff ermittelt: Gewichtungsklassen: Für jede Klasse können Boostfaktoren bestimmt werden, welche angeben, wie stark ein Metadatenelement in die Berechnung der Relevanz einfließt. Im Geoprtal.DE sind 3 Klassen vorhanden: o o o Klasse 1 (sehr wichtig): Ein Suchbegriff kommt beispielsweise im Titel eines Metadatensatzes vor. Klasse 2 (wichtig): Ein Suchbegriff kommt beispielsweise in den Schlüsselwörtern oder in der Beschreibung eines Metadatensatzes vor. Klasse 3 (weniger wichtig): Ein Suchbegriff kommt beispielsweise im alternativen Titel oder in den Anbieterangaben des Metadatensatzes vor. Trunkierte Treffer: Für jede Klasse lässt sich zudem ein Boostfaktor für einen direkten oder indirekter (trunkierten) Treffer festlegen. Bei einem Suchbegriff wie z. B. Boden ist ein direkter Treffer, während Bodenerosion einen trunkierten Treffer darstellt. Sortierung von Karten (Geodiensten) und Daten: Als letzter Schritt in der Ergebnisdarstellung erfolgt eine Sortierung nach verschiedenen Kriterien. Hierzu zählen beispielsweise die Relevanz, die Aktualität oder die Ausdehnung eines Geodatensatzes. Für die Suche wird außerdem der Ortssuchedienst (JSON-Suchdienst) verwendet. Hierüber kann der Nutzer das Suchergebnis geographisch eingrenzen, sofern der Dienst für den eingebenen Ort eine Boundingbox (z. B. als Polygon) zur Verfügung stellt. Auch hier kann die Autovervollständigung und Vorschlagsfunktion des Dienstes genutzt werden. Das Ergebnis einer Suche ist eine gewichtete und sortierte Liste, welche übersichtlich die Metadatensätze zu Karten (Geodiensten), Daten (Geodaten) und Portalinhalten darstellt. Die Ergebnisliste zu den Portalinhalten erfolgt über eine Schnittstelle zur Suche des GSB. Über diese Liste kann der Nutzer weitergehende Informationen zu den einzelnen Metadatensätzen bekommen. Auch kann ein angemeldeter Nutzer hier Bewertungen und Kommentare zu einem Metadatensatz eingeben. Das Suchergebnis kann weiterhin durch das Setzen von Filtern, wie beispielsweise Themengebiete, Datum oder Bewertung eingeschränkt werden. Im Geoportal.DE ist ebenfalls eine Daten-Service-Kopplung, umgesetzt. Hierbei können Datensätze direkt über einen Dienst angezeigt werden. Dazu werden bei der Übernahme des Datenbestandes die Metadatensätze vorprozessiert, um eine performante Suche zu gewährleisten. Es wird überprüft, ob in Metadatensätzen zu Daten im resourceidentifier Dienste identifiziert werden, in welchen die Daten angezeigt werden und deren Capabilities- Request gespeichert. Die URLs werden in der Datenbank gespeichert und dem Metadatensatz der Daten angehängt. Der umgekehrte Fall, also die Kopplung der Datensätze in den Dienstemetadaten erfolgt aus dem Element "operateson". Dort wird der resourceidentifier des Datensatzes kodiert. In der Ergebnisanzeige der Suche werden Metadatensätze für Daten, für die ein passender oder mehrere passende Dienste gefunden wurden mit einem Button "Anzeigen" versehen.

5 Technische Realisierung des Geoportal.DE 179 Abb. 2: Suchergebnis Kartenkomponente Ziel des Geoportal.DE ist es möglichst schnell und unkompliziert Geoinformationen zu finden und darzustellen. Grundsätzlich erfolgt dies über zwei Wege. Einen schnellen Einstieg in das Portal bilden die Themenkarten auf der Startseite. Dies sind als WMC- Dokumente gespeicherte Kartenzusammenstellungen zu einem bestimmten Thema wie z. B. Lärm durch Züge. Der zweite Weg ist die individuelle Zusammenstellung von Karten nach den Bedürfnissen des Nutzers. Hierbei kann der Nutzer über die Suche die gewünschten Informationen recherchieren und diese dann zur Weiterverarbeitung in den in den zentralen Kartenviewer laden. Dieser wurde, wie auch der Kartenviewer auf der Startseite, mit Mapbender3 ( umgesetzt und ist ein weiteres Kernmodul des Geoportal.DE. Als Kartenclient dient OpenLayers und neben gängigen WebGIS- Funktionalitäten wie Zoom, messen, Karte laden/speichern oder Maßstabsauswahl sind weitere Features realisiert worden. Hierzu zählen unter anderem der Export der Karten im KML-Format, das Weiterempfehlen der Karte per oder das Umschalten in einen Vollbildmodus. Weiterhin werden im Layerbaum nur einzelne Layer dargestellt. Es wird auf eine Verschachtelung verzichtet, sodass der Nutzer jeden Layer als Karte darstellen kann. So kön-

6 180 M. Hüben nen beispielsweise auch einzelne Layer aus einer Layergruppe angezeigt werden. Die Reihenfolge der Layer kann über Drag & Drop gesteuert werden. Ebenso ist die Navigation wiederum über eine Ortssuche möglich und der Nutzer kann auch über den Kartenclient weitere Themen suchen. Im Ergebnis werden dann nur Datensätze angezeigt, welche auch tatsächlich visualisiert werden können. Die Kartenkomponente wurde vollständig mit Mapbender3 umgesetzt. Mapbender3 basiert auf dem Framework Symfony2, dem JavaScript-Framework jquery und OpenLayers als Kartenausgang (Wygoda 2012) 3 Fazit Das Geoportal.DE stellt die zentrale Informationsquelle in der GDI-DE dar. Es ermöglicht durch die konsequente Beachtung der Benutzerfreundlichkeit während der Planung und Umsetzung auf einfache Art und Weise den Zugang zu Geodaten auch für Nicht- Fachleute im Bereich der Geodaten. Besonders das Konzept Geodaten suchen => Ergebnis auswählen => Geodaten visualisieren wurde voll umgesetzt. Wie auch in anderen Projekten ist das Geoportal.DE ein gutes Beispiel für die Zusammenarbeit von Open Source Projekten wie der Mapbender3 und dem Auftraggeber. Durch das Geoportal.DE ist das noch junge Projekt Mapbender3, welches der Nachfolger der bewährten Mapbender-Clientsuite ist, einen erheblichen Schritt weiter gekommen. Weitere Informationen KUTTERER, H., LENK, M &, LUCKHARDT, T. (2012), Geoportal.DE ein gemeinsames Geodatenportal von Bund, Ländern und Kommunen. In: Kartographische Nachrichten, WYGODA, C. (2012), Mapbender3 Next Generation PHP Mapping. FOSSGIS Tagungsband 2012.