Das Objektmodell im Überblick XPlanGML

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1 Das Objektmodell im Überblick XPlanGML 1 J. Benner Objektmodell XPlanung im Überblick

2 Dr. Joachim Benner Forschungszentrum Karlsruhe Institut für Angewandte Informatik 2 J.Benner - XPlanung Das Objektmodell XPlanung im Überblick

3 Übersicht 1. Einleitung und Motivation 2. Technischer Besonderheiten 3. Funktionsumfang 3 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

4 Übersicht 1. Einleitung und Motivation Was ist XPlanGML? Warum und wozu braucht man XPlanGML? Welche Vorteile bietet XPlanGML? XPlanGML Versionen 2. Technischer Besonderheiten 3. Funktionsumfang 4 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

5 Was ist XPlanGML Ein objektorientiertes, semantisches Datenformat zum standardisierten Austausch raumbezogener Pläne Bauleitpläne Regionalpläne Landschaftspläne Ein Datenaustauschformat ist ein Dateiformat zur Archivierung und zum Austausch elektronischer Informationen zwischen unterschiedlichen IT- Systemen doc, pfd (Dokumente) jpg, png (Bitmaps) dxf (CAD-Daten) 5 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

6 XPlanGML ist nicht Eine Software zur Erstellung von Bauleitplänen Eine Abbildung des Verfahrens zur Austellung von Bauleitplänen Ein Ersatz der PlanzV Die Lösung aller Probleme im Bereich der raumbezogenen Planung aber zukünftig (hoffentlich) Die Lösung aller Datenübertragungs- und Datenarchivierungsprobleme im Bereich der raumbezogenen Planung 6 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

7 Motivation Warum will man überhaupt raumbezogene Pläne digital übertragen und archivieren? Warum braucht man dazu ein neues Datenformat wie XPlanGML? Eröffnet XPlanGML neben der reinen Datenübertragung und Archivierung vielleicht noch weitere Möglichkeiten, die digitalen Daten besser zu nutzen? 7 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

8 Vorteile der digitalen Datenübertragung Neue Pläne oder Änderungen existierender Pläne werden heute ausschließlich mit IT-Systemen erstellt. Bei jedem Aufstellungs- oder Änderungsverfahren muss ein Plan von verschiedenen Stellen bearbeitet bzw. zur Kenntnis genommen werden Ingenieurbüros, kommunale Ämter, übergeordnete Behörden, TÖB, Bürger, politische Entscheidungsträger,... Die Übertragung digitaler Pläne kann Kosten senken, die Qualität erhöhen und die Durchlaufzeiten senken. 8 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

9 Vorteile der digitalen Archivierung Bestehende Pläne werden häufig zu späteren Zeitpunkten ganz oder teilweise geändert. Ohne eine digitale Archivierung des bestehenden Planes muss erheblicher Aufwand in eine Nach- Digitalisierung gesteckt werden. Aus rechtlichen Gründen wird die analoge Archivierung der genehmigten Pläne weiterhin notwendig sein. 9 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

10 Warum ein neues Format? Standard-Austauschformat DXF der Fa. 10 J. Benner Objektmodell XPlanung im Überblick

11 Unterschied DXF XPlanGML DXF: AutoCAD Zeichnungsformat XPlanGML: Semantisches Format für Raumpläne Typische Objekte Geschlossene Polylinie mit roter Flächenfüllung auf Layer XY Text WA an Position (x,y) Firmenspezifisches Datenformat Typische Objekte Flächenobjekt Allgemeines Wohngebiet Offener Standard 11 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

12 Datenaustausch über Schnittstelle 12 J.Benner - XPlanung Das Objektmodell XPlanung im Überblick

13 Zusätzliche Möglichkeiten durch XPlanGML Speicherung von Plänen in Datenbanken XPlanGML Rasterkarten Geometrie Semantik Sachdaten Metadaten 13 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

14 Zugriff auf Pläne über das Internet Internet- Server Client XPlanGML Web Services: Visualisierung, Filterung, Flächenbilanz, Analyse, 14 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

15 XPlanGML-Versionen XPlanGML Version 2.0 Freigegeben seit April 2007 Beschränkung auf BPlan und FPlan Grundlage der meisten bisherigen Implementierungen XPlanGML Version 3.0 Freigegeben seit September 2008 Verbesserungen im Bereich BPlan und FPlan "Kernmodelle" für Regional- und Landschaftspläne Die Verwendung der Version 3.0 wird von der XPlanung Projektgruppe ausdrücklich empfohlen. 15 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

16 Übersicht 1. Einleitung und Motivation 2. Technischer Besonderheiten Methodik der Ableitung Benutzung nationaler / internat. Standards Raumbezug von XPlanGML-Objekten Visualisierung von XPlanGML Berücksichtigung von Rasterdaten 3. Funktionsumfang 16 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

17 Ableitung des XPlanGML Modells XPlanGML modelliert die Inhalte eines Planes als georeferenzierte (punkt-, linien-, oder flächenhafte) Objekte mit Sachdaten (Attribute). Die Objekte und ihre Attribute haben eine definierte rechtliche Bedeutung. Ziel ist, Planinhalte möglichst vollständig durch explizite Objektklassen abzubilden. 17 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

18 Methodik Analyse und Formalisierung der gesetzlichen Grundlagen BauGB, BauNVO, PlanzV für Bauleitpläne; ROG(+ Ländergesetze) für Regionalpläne; BNatSchG(+ Ländergesetze) für Landschaftspläne. Ergänzung des Modells durch Analyse konkreter Beispielpläne. Ergänzung generischer Klassen und Attribute, um alle potentiell vorkommenden Inhalte abbilden zu können. 18 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

19 Nutzung nationaler / internat. Standards Verwendete internationaler Standards UML zur Datenmodellierung; XML als Basis des Dateiformats XML-Schema, GML-3 für das Austauschformat Kompatibilität mit dem nationalen Standard ALKIS / NAS 19 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

20 UML Universal Modelling Language UML ist ein graphisches Hilfsmittel zur Modellierung, Dokumentation, Spezifikation, und Visualisierung komplexer Softwaresysteme UML unterstützt die objektorientierte Modellierung XPlanGML ist in Form von UML- Klassendiagrammen dokumentiert. 20 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

21 XML Extensible Markup Language XML definiert eine standardisierte Syntax von Textdateien. XML ist ein lesbares Textformat XML erlaubt es, durch Auszeichnung (Markup) in Textdateien Semantik zu definieren. Über XML-Schema kann die Grammatik einer XML-Datei definiert werden <rechteck oben="100" links="185" breit="427" hoch="110"> <hintergrund farbe="#0000ff"/> <inhalt format="fett" text ="Ein kleiner Text"/> </rechteck> Ein kleiner Text 21 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

22 XML-Schema Mit Hilfe eines XML-Schemas lässt sich festlegen, welche Objekte, Attribute und Relationen in einem semantisch korrekten XML-Dokument vorkommen. Mit Hilfe von Standard-Software kann geprüft werden, ob eine XML-Datei den im Schema definierten Regeln genügt. Im XPlanung Projekt wird aus den UML- Diagrammen automatisch ein XML-Schema erzeugt. 22 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

23 Fehler- Fehler- Report Report Beliebiges XPlanGML Dokument Schema- Validator XPlanGML Schema Schema-Validierung 23 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

24 Einschränkungen der Validierung Durch Schema-Validierung können nur formale Einschränkungen überprüft werden. Das XPlanGML-Schema hat auch viele informelle, nur im UML-Diagramm oder der Dokumentation spezifizierte Einschränkungen und Konformitätsregeln, sowie geometrische Einschränkungen. Auch ein allen formellen und informellen Regeln genügender Plan kann rechtlich ungültig oder unsinnig sein. 24 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

25 GML - Geography Markup Language GML ist ein XML basierter Standard des Open Geospatial Consortium (OGC) zur Übertragung geographischer (Vektor-)Daten. GML liegt in Form spezieller XML-Schemata vor. GML spezifiziert keine speziellen Geofachdaten, das geschieht in speziellen Anwendungsschemata wie XPlanGML oder NAS. GML ist Grundlage für den Web Feature Service (WFS) des OGC. 25 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

26 ALKIS / NAS ALKIS - Amtliches Liegenschaftskataster- Informationssystem ALKIS ist ein Fachkonzept der AdV zur integrierten Führung des Liegenschaftskatasters. NAS Normbasierte Austauschschnittstelle Die NAS spezifiziert ein GML-3 basiertes Austauschformat für ALKIS-Fachdaten. NAS nutzt ein eingeschränktes Profil des GML-3 Standards. 26 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

27 XPlanung / XPlanGML ALKIS / NAS UML-Diagramm ALKIS ALKIS- ALKIS- Fachschema ALKIS- ALKIS- Basisschema XPlanGML Fachschema XPlanGML Basisschema UML-Diagramm XPlanGML GML3NAS GML -3 GML J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

28 Raumbezug von XPlanGML-Objekten Raumbezug durch eine der folgenden Formen Punktförmig Linienförmig Flächenförmig Variabel Multi-Geometrie ist zugelassen (seit Version 3.0) Bei Flächenobjekten wird unterschieden in Flächenschlussobjekte Überlagerungsobjekte 28 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

29 Objekte mit Flächengeometrie Flächenschluss-Objekte: Überdecken das gesamte Planungsgebiet überlappungsfrei. Überlagerungs-Objekte: Überlagern andere Flächenobjekte (z.b. Überbaubare Grundstücksfläche, Denkmalschutzbereiche,...) Unterscheidung ist wichtig für - Flächenbilanzen - Plandarstellung 29 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

30 Visualisierung von XPlanGML Ein XPlanGML-Modell enthält (hauptsächlich) Informationen zum geometrischen und semantischen Inhalt eines konkreten Plans, und (fast) keine Informationen zur graphischen Ausgestaltung des Plans. Vorschriften zur graphischen Darstellung dieser Inhalte werden planunabhängig in sog. Stylesheets abgelegt. Die Standardisierung von Darstellungsvorschriften ist derzeit kein Projektziel in XPlanung. 30 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

31 Beispiel: Baugebiet im BPlan XPlanGML-Datei <BP_BaugebietsTeilFlaeche>... <position> <gml:polygon>...</ gml:polygon> </position>... <besondereartderbaulichennutzung>1200<besondereartderbaulichennutzung> </BP_BaugebietsTeilFlaeche> Stylesheet Feature " BP_BaugebietsTeilFlaeche" Flächenfüllung: rgb(255,138,111), wenn "besondereartderbaulichennutzung" == 1200 Flächenrand: Schwarz, durchgezogenen, Dicke 1 Attribut "besondereartderbaulichennutzung" Wert "1200" : Text WA Wert "1100": Text WR J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick WA Trennung von Inhalt und Darstellung

32 Vorteile der Trennung von Inhalt und Darstellung Kleinere zu übertragende Dateien Durch Auswechslung des Stylesheets kann die graphische Ausprägung des Plans einfach angepasst werden an Unterschiedliche kommunale Vorgaben Unterschiedliche Ausgabemedien (Plotter, Bildschirm,...) Unterschiedliche Zielgruppen (Experten, Laien,...) Eine standardisierte Vorgabe XPlanGMLkonformer Darstellungsvorschriften ist deshalb im Prinzip unnötig. 32 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

33 Konsequenz für Planerstellung Bisherige Vorgehensweise: Zeichnungsorientiert Ziel ist die Erstellung eines gezeichneten Plans Neue Vorgehensweise: Objektorientiert Ziel ist die Erstellung eines Modells, aus dem der gezeichnete Plan automatisch abgeleitet wird Auswertung / Interpretation des Plans nur durch den menschlichen Experten Auswertung des Plans prinzipiell auch durch Rechenprogramme möglich 33 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

34 Altpläne im Rasterformat Altpläne, deren vollständige Vektorisierung technisch oder wirtschaftlich nicht möglich ist, können als georeferenzierte Rasterbilder in XPlanGML erfasst werden. Voraussetzung: Die Geltungsbereiche (Umring-Polygone) sind als Flächengeometrie verfügbar. Pläne und Legenden sind als georeferenzierte Rasterkarten oder WMS über eine URL verfügbar. Basisplan und Änderungen können in separaten Rasterkarten vorliegen. 34 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

35 Übersicht 1. Einleitung und Motivation 2. Technischer Besonderheiten 3. Funktionsumfang Berücksichtigte Planarten Aufbau eines XPlanGML-Modells, zentrale Attribute Teilmodelle Bebauungsplan, Beispiele Teilmodell Flächennutzungsplan Teilmodell Landschaftsplan (Kern) Teilmodelle Regionalplan (Kern) 35 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

36 Berücksichtigte Planarten Bebauungsplan Flächennutzungsplan Regionalplan "Kernmodell" Regionalplan (Bundesweit gültig) "Spezifisches" Modell für Nordrhein-Westfalen Landschaftsplan "Kernmodell" Landschaftsplan (Bundesweit gültig) "Spezifisches" Modell für Nordrhein-Westfalen 36 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

37 Modellierung von Landschafts- und Regionalplänen Beruhen auf Ländergesetzen, auf Bundesebene nur Rahmengesetze Raumordnungsgesetz Bundesnaturschutzgesetz Abbildung der Rahmengesetze in bundeseinheitliche "Kernmodelle" Ergänzung und Spezialisierung der Kernmodelle in länderspezifischen Objektmodellen Derzeit existieren spezifische Objektmodelle nur für Regional- und Landschaftspläne in NRW Für andere Bundesländer müssten die entsprechenden länderspezifischen Verfeinerungen noch erstellt werden 37 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

38 Aufbau von XPlanGML-Modellen Ein Plan hat Plan-Attribute referiert textlich formulierte Planinhalte 38 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

39 Plan-Attribute Alle Planarten Identifikatoren Beschreibung Referenzen auf Dokumente (Begründung, Kartengrundlage, rechtsgültiger Plan) Allg. Datumsangaben (Erstellung, Untergang) Relation zu Vorgänger-/Nachfolger- Plänen Erstellungs-Massstab Geometrie des Räumlichen Geltungsbereich Zusätzlich für eine BPlan Zuständige Gemeinde (Ortsname, Gkz) Art des BPlans Referenzen auf weitere Dokumente Angaben zum Rechtsstand Spezifische Datumsangaben zum Verfahren Fast alle Attribute sind optional 39 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

40 Aufbau von XPlanGML-Modellen Ein Plan hat Plan-Attribute referiert textlich formulierte Planinhalte referiert Plan-Bereiche hat Bereichs-Attribute 40 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

41 Planbereich Planbereiche stellen eine geographische oder thematische Untergliederung des gesamten Plans dar. Jeder Planbereich wird im Regelfall durch eine eigene Karte dargestellt. Attribute eines Planbereichs: Identifikatoren Version BauNVO Erläuterung Semantische Bedeutung des Bereichs Rasterdarstellungen Räumlicher Geltungsbereich Fast alle Attribute sind optional 41 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

42 Aufbau von XPlanGML-Modellen Ein Plan hat Plan-Attribute referiert textlich formulierte Planinhalte referiert Plan-Bereiche hat Bereichs-Attribute referiert Fachobjekte referiert Präsentationsobjekte 42 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

43 Attribute Fachobjekte Alle Fachobjekte Identifikatoren Freier Text Rechtsstand (geplant / bestehend / fortfallend) Gesetzliche Grundlage Referenz auf Textliche Festsetzungen / Darstellungen Gliederungs-Attribute Vertikale Ebene Zusätzlich für alle BPlan-Objekte Rechtliche Charakterisierung Bedingungen für Wirksamkeit / Unwirksamkeit einer Festsetzung Datumsangeben Sonst. Bedingungen Höhenangaben Raumbezug (Keiner, Punkt, Linie, Polygon, variabel) + spezifische Attribute für jede einzelne Klasse Fast alle Attribute sind optional 43 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

44 Teilmodelle Bebauungsplan Basisklassen Aufschüttung, Abgrabung, Bodenschätze Bebauung Erhaltungssatzung und Denkmalschutz Gemeinbedarf, Spiel- und Sportanlagen Landwirtschaft, Wald- und Grünflächen Naturschutz, Landschaftsbild, Naturhaushalt Raster Sonstiges Umwelt Verkehr Ver- und Entsorgung Wasser 44 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

45 Teilmodell "Baugebiet, Baugebietsteil" Name Raumbezug BP_Baugebiet - BP_BaugebietsTeilFlaeche BP_BesondererNutzungszweckFlaeche BP_GebaeudeFlaeche BP_PersGuppenBestimmteFlaeche BP_FoerderungsFlaeche BP_AbstandsFlaeche BP_NebenanlagenFlaeche BP_GemeinschaftsanlagenFlaeche BP_NebenanlagenAusschlussFlaeche BP_SpezielleBauweise BP_Baulinie BP_UeberbaubareGrundstuecksflaeche BP_Baugrenze BP_FirstrichtungsLinie 45 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick Flächenschluss Fläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Überlagerungsfläche Linie Überlagerungsfläche Linie Linie

46 Spezifische Attribute Baugebiet Insgesamt 72 optionale Attribute 46 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

47 Teilmodelle Flächennutzungsplan Basisklassen Aufschüttung, Abgrabung, Bodenschätze Bebauung Erhaltungssatzung und Denkmalschutz Gemeinbedarf, Spiel- und Sportanlagen Landwirtschaft, Wald- und Grünflächen Naturschutz, Raster Sonstiges Verkehr Ver- und Entsorgung Wasser 47 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

48 Teilmodell "Sonstiges" Name FP_PriviligiertesVorhaben FP_Fachgesetz FP_UnverbindlicheVormerkung FP_Kennzeichnung FP_GenerischesObjekt FP_VorbehalteFlaeche FP_Bauschutzbereich FP_NutzungsbeschränkungsFlaeche FP_Laermschutzbereich FP_TextlicheDarstellungsFlaeche Raumbezug Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Flaächenobjekt Überlagerungsobjekt Überlagerungsobjekt Überlagerungsobjekt Überlagerungsobjekt 48 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

49 Teilmodelle Landschaftsplan (Kern) Basisklassen Erholung Schutz-, Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen Schutzgebiete und Schutzobjekte Sonstiges 49 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

50 Teilmodell "Schutzgebiete und Schutzobjekte" Klasse LP_SchutzobjektInternatRecht LP_SchutzobjektBundesrecht LP_SchutzobjektLandesrecht LP_Bodenschutzrecht LP_Denkmalschutzrecht LP_Forstrecht LP_Biotopverbundflaeche LP_WasserrechtWirtschaftAbflussHochwSchutz LP_WasserrechtGemeingebrEinschraenkungNaturschutz LP_WasserrechtSchutzgebiet LP_WasserrechtSonstige LP_SonstigesRecht Raumbezug Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel 50 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

51 Teilmodelle Regionalplan (Kern) Basisklassen Freiraumstruktur Siedlungsstruktur Infrastruktur Sonstiges 51 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

52 Teilmodell "Infrastruktur" Klasse RP_Verkehr RP_Entsorgung RP_Energieversorgung RP_Kommunikation RP_Laermschutzbereich RP_Wasserwirtschaft RP_SozialeInfrastruktur RP_SonstigeInfrastruktur Raumbezug Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel Variabel 52 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

53 Zusammenfassung XPlanGML ist ein offener Standard zur verlustfreien elektronischen Übertragung und Archivierung von Bauleitplänen, Landschafts- und Regionalplänen. XPlanGML basiert auf einer Formalisierung der entsprechenden gesetzlichen Bestimmungen. XPlanGML standardisiert nicht die graphische Ausprägung eines Plans. Die verwendeten XML-Technologien gestatten die automatische syntaktische Überprüfung eines Modells und unterstützen standardisierte Web-Services. 53 J. Benner Das Objektmodell XPlanung im Überblick

54 Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit 54 J. Benner Objektmodell XPlanung im Überblick