Triggerbasierte Replikationsmechanismen zum Austausch von Grundwasserinformationen in heterogenen Datenbankumgebungen

Transkript

1 Triggerbasierte Replikationsmechanismen zum Austausch von Grundwasserinformationen in heterogenen Datenbankumgebungen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel Dipl.-Ing. Thomas Gutzke Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Technische Universität Darmstadt Dr.-Ing. Michael Petersen Dipl.-Ing. Gerrit Seewald CIP Ingenieurgesellschaft mbh, Darmstadt

2 Projektgebiet Hamburg Berlin Köln Frankfurt Darmstadt München Main Rhein Neckar Management Partners

3 Projektgebiet Einzugsgebiet: 1238 km² Ca Einwohner in 36 Städten und Gemeinden Großer natürlicher GW-Speicher Entnahme von Trink- und Brauchwasser Versorgung der Ballungsräume Rhein-Main und Rhein-Neckar Steuerungsmöglichkeiten durch Infiltration von Rheinwasser Main Rhein Neckar Management Partners

4 MüN Ausgangssituation 90,5 90,0 89,5 89,0 88,5 88,0 87,5 87,0 86,5 86,0 85,5 Grundwasserentwicklung im Hessischen Ried ( ) 90,00 münn

5 Workflow-Szenario M K Behörden Steuerung Datenerfassung Prüfung Integration Optimierung Auflagen Geprüfte Berichte Wasserversorger M K Wassergewinnung Datenerfassung Prüfung Optimierung Lieferung der Rohdaten Aufbereitete Berichte M K Ingenieurbüros K Datenimport Aufbereitung Mess- und Eingabefehler Konvertierungsfehler

6 System-Architektur Lokal + Internet Behörden DB DB DB Mobile + Logger/DFÜ Replikation Wasserversorger Lokal + Internet DB DB DB Zentrale DB Mobile + Logger/DFÜ Diagramme Berichte Flächenhafte Karten Ingenieurbüros Internet Simulationen und Prognosen Erfassung Steuerung Auswertungen

7 Relationales Datenbank Modell Unterstützte Systeme: Oracle 9i und MSSQL-Server 2000

8 Relationales Datenbank Modell Struktur-Informationen Betreiber Wasserwerke Anlagen Brunnen, Infiltrationsanlagen, Quellen, Bohrprofile, Gewässerpegel, Grundwasser- und Klimastationen

9 Relationales Datenbank Modell Struktur-Informationen Stammdaten Geografie Geologie Bohrungen Filtereigenschaften Rechtliche Auflagen Multimediale Dateien

10 Relationales Datenbank Modell Struktur-Informationen Stammdaten Verlaufsdaten Messdaten (z.b. Grundwasserstand, Wassertemperatur) Mengendaten (z.b. Förder- und Infiltrationsmengen) Messtypen Messintervalle

11 Relationales Datenbank Modell Struktur-Informationen Stammdaten Verlaufsdaten Zugriffsrechte Feingranulares Rechtesystem (Benutzer- und Objektverwaltung) Lese- und Schreibrechte auf Objektebene

12 Benutzergruppenverwaltung GWO-Admin Betreiber-Admin Benutzergruppen Benutzer Zugriffsrechte Anlegen Anlegen und Zuordnen Anlegen

13 Zugriffsrechte und Sichtenkonzept Benutzergruppe Benutzergruppe hat Sicht auf Einzehlobjekte L B L nicht Vorhandenes Einzehlobjekt Einzehlobjekt Stammdaten Mengendaten L L B B K B L L K Zugriffsrechte: B L: Lesen B: Bearbeiten K: Kein Zugriff L Gruppensicht alle Objekte von GWO -Online Projekt

14 Lokale Datenerfassung Eingabe der Stammdaten über fachgerechte Frontends

15 Mobile Datenerfassung Lokales Basismodul Messroute auswählen Datenerfassung inkl. Plausibilitätsprüfung Lokale DB Messung Datenübertragung auf mobiles Endgerät Identifizierung der Messstelle Auffinden der Messstelle

16 Anforderungen an die Replikation Heterogene Umgebungen Unterschiedliche RDBMS (Oracle, SQL-Server ) Geringe Internet-Bandbreiten Unterschiedliches Datenvolumina Partly-Online Verbindung zwischen Client und Server Synchronisation nach Benutzeranforderung Kontrolle von Zugriffsrechten Verschlüsselte Datenübertragung (SSL 128-bit) Protokollierung der Synchronisation Möglichkeiten zum Aktualisieren der DB-Schemata

17 Methodik der Replikation Replikations-Zeitpunkt Synchron / Asynchron Replikations-Topologie Peer-to-Peer / Client-Server Konsistenzerhaltung Pessimistisch / Optimistisch Änderungsidentifikation Vergleichsbasiert / Protokollbasiert Datenübertragung 128-bit SSL-Verschlüsselung Konfliktmanagement Konfliktlösung: Manuell / Automatisiert g Transaktions- Beginn XML

18 Mehrstufiges Replikationsverfahren Stufe 1: Triggerbasierte Protokollierung

19 Mehrstufiges Replikationsverfahren Stufe 2: Austausch des Replikationsprotokolls

20 Anwendungsszenario Wasserwerk 1 Wasserwerk 2 A A Freigabe B Lokale Datenbank Lokale Datenbank Keine Freigabe Repl. 1 Repl. 2 A B Zentraler Datenbankserver

21 Module zur fachgerechten Auswertung

22 Diagrammgestützte Auswertung

23 Dynamische Berichtsgenerierung Automatisierte Generierung gesetzlich vorgeschriebener Berichte Dynamische Voreinstellungen und individuelle Konfigurierbarkeit Umfangreiche Funktionalitäten und Darstellungselemente Einsatz webbasierter Techniken zur flexiblen Datenausgabe Rechtssicherheit beim Datenaustausch mittels Digitaler Signaturen DB ADO ASP DOM XML XSL

24 Dynamische Berichtsgenerierung

25 Flächenhafte Auswertungen

26 Flächenhafte Auswertungen Topografische Karten Positionsbestimmung GW-Gleichenpläne (GGP) Darstellung von Isolinien Flurabstandspläne (FAP) Differenz zwischen GOK und GW-Stand Differenzenpläne (DP) Zeitliche Veränderungen Isokonzenpläne (IKP) Schadstoffkonzentrationen Topografische Karte Differenzenplan Grundwassergleichenplan Flurabstandsplan

27 Zusammenfassung Integrierter Ansatz zur Einbeziehung aller Projektbeteiligten Konsistente und einheitliche Erfassung von Grundwasserinformationen Zusammenführung der dezentralen Datenbestände in eine zentrale Serverdatenbank Unternehmensübergreifender Datenaustausch unter Berücksichtigung aller Zugriffsrechte Kooperativer Workflow zur effizienten Steuerung der Grundwasserbewirtschaftung