Personalisierung von Umweltinformationen mittels XML

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1 1 Personalisierung von Umweltinformationen mittels XML Klaus Tochtermann 1, Jörg Westbomke 2, Susanne Schwartz 1 und Andreas Kussmaul 1 Zusammenfassung Heutzutage werden immer mehr Umweltinformationen in Internet-basierten Umweltinformationssystemen nicht nur für die Öffentlichkeit sondern auch unternehmensintern zur Verfügung gestellt. Um diese Informationen anwendungsund aufgabenspezifisch optimal nutzen zu können, ist es erforderlich, Konzepte zu Personalisierung von Umweltinformationen einzuführen. Jüngste Entwicklungen zeigen, dass XML aufgrund der Trennung von Inhalten, Layout und Struktur ein großes Potential besitzt, um dieser Anforderung gerecht zu werden. Vor diesem Hintergrund stellt dieser Beitrag anhand ausgewählter XML-Spezifikationen Personalisierungskonzepte vor. Für die Zusammenstellung der konkreten Anforderungen wird auf Erfahrungen mit einem Internet-basierten Umweltrechtsinformationssystem in einem industriellen Umfeld zurückgegriffen. 1 Einführung Unter Personalisierung von Informationen versteht man die Möglichkeit, vorhandene Informationsbestände auf konkrete Aufgabenstellungen und Anwenderbedürfnisse zuzuschneiden. Die Notwendigkeit zur Personalisierung von Informationen wurde erstmalig im Bereich Web-based Training aufgezeigt. Hintergrund war, dass die Lernerfolge von Studenten deutlich höher lagen, wenn diese mit Lerninhalten arbeiten konnten, die an ihren Wissensstand, ihre Lernmethodik etc. angepasst waren. Ein zentrales Ziel der Umweltinformatik ist es, zu einem wirkungsvollen Umweltschutz und einer nachhaltigen Wirtschaftsweise beizutragen. Hierzu sind Politik, Verwaltung und Wirtschaft auf zuverlässige und aktuelle Informationen über die Umwelt angewiesen. Um diesem Bedürfnis nachzukommen werden immer mehr Umweltinformationen in Internet-basierten Informationssystemen nicht nur für die 1 K. Tochtermann, S. Schwartz, A. Kussmaul, FAW - Forschungsinstitut für anwendungsorientierte Wissensverarbeitung, Postfach 2060, D Ulm, tochterm schwartz kussmaul@faw.uni-ulm.de. 2 J. Westbomke, Universität Dortmund, Lehrstuhl Informatik 1, Otto-Hahn-Str. 16, D Dortmund, westbomke@ls1.cs.uni-dortmund.de.

2 2 Öffentlichkeit sondern auch unternehmensintern zur Verfügung gestellt. Meist sind diese Informationen jedoch nach einem festen Schema abgelegt unabhängig davon, von welchen Anwendern und für welche Aufgabenstellung sie genutzt werden. Die Wirksamkeit und die Kosteneffizienz von Umweltschutzmaßnahmen kann entscheidend erhöht werden, wenn die vorhandenen Umweltinformationen an die Aufgaben und Bedürfnisse ihrer Anwender so angepasst werden, dass diese die Umweltinformationen optimal nutzen können. Diese Einschätzung deckt sich mit der Empfehlung aus dem Beitrag von (Greve et al. 1999), der die Anpassbarkeit und Erweiterbarkeit von Metainformationen an die Anforderungen unterschiedlicher Anwendergruppen als zentrales Element von Umweltinformationssystemen der zweiten Generation hervorhebt. Mit XML (Extensible Markup Language, XML 2000) liegt nun seit 1998 ein Standard des W3-Konsortiums vor. Die Kernidee von XML ist es, für Dokumente zwischen Inhalt, Struktur und Layout zu unterscheiden. Aufgrund dieser Unterscheidung besitzt XML ein hohes Potential für Personalisierungen von Internetressourcen. XML ist bereits heute für zahlreiche Anwendungsbereiche von großem Interesse, was sich insbesondere dadurch ausdrückt, dass bereits heute zahlreiche XML-Anwendungen existieren. Beispiele sind die Chemical Markup Language (CML) oder die Mathematical Markup Language (MathML). Dieser Beitrag stellt nun für das Anwendungsgebiet Umweltinformatik vor, wie Umweltinformationen unter Verwendung von XML aufgaben- und anwenderspezifisch personalisiert werden können. Dabei wird auf Erfahrungen aus dem Umfeld der digitalen Bibliotheksumgebung PADDLE (Personal Adaptable Digital Library Environment), (Hicks et al. 1999) sowie aus dem industriell eingesetzten Umweltrechtsinformationssystem H.I.R.N. (Strauß et al. 2000) zurückgegriffen. Der Beitrag ist wie folgt aufgebaut: Kapitel 2 gibt einen kurzen Überblick über das System PADDLE. Kapitel 3 stellt dann Anforderungen zur Personalisierung von Umweltinformationen auf. Wie diesen Anforderungen mit XML erfüllt werden können zeigt Kapitel 4 z.t. anhand konkreter XML-Spezifikationen. Bevor der Beitrag mit einem Ausblick schließt, stellt Kapitel 5 verwandte Arbeiten vor. 2 PADDLE - Ein Überblick PADDLE ist eine digitale Bibliotheksumgebung für Knowledge Worker im technischen Bereich, (Hicks et al. 1999), (Tochtermann et al. 2000). PADDLE zeichnet sich dadurch aus, dass Anwender die Möglichkeit haben, sich diese Bibliotheksumgebung an ihre persönliche Bedürfnisse anzupassen. Mit der Datenbank Grunddaten des Umweltbundesamtes und dem Umweltrechtsinformationssystem H.I.R.N. der DaimlerChrysler AG und Deutsche Bahn AG (Strauß et al. 2000) sind derzeit in PADDLE Umweltdokumentbestände angebunden, die sich in Inhalt, Format und technischer Bereitstellung gänzlich voneinander unterscheiden. (Bemerkung: Unter Umweltinformationen werden in diesem Beitrag Informationen

3 3 verstanden, die einen Umweltbezug haben. Somit fallen Umweltrechtsvorschriften, Umweltberichte aber auch thematische Karten etc. unter diesen Begriff.) Diese Umweltinformationen werden in der Regel von autorisierten Stellen, seien es Bibliothekare oder kommerzielle Content Provider, aufgebaut und anschließend Anwendern zur Verfügung gestellt. In der hier gebotenen Kürze seien die wesentlichen Funktionalitäten von PADDLE zur Personalisierung von Umweltinformationen beschrieben. Alle Personalisierungen können sowohl für einzelne Anwender als auch für Gruppen von Anwendern durchgeführt werden. 1. Personalisierung von Metainformationen: Die zu den Umweltinformationen existierenden Metainformationen können von beliebig vielen Anwendern an deren persönliche Bedürfnisse angepasst werden. Dies umfasst das Verbergen und Umbenennen von existierenden Metainformationsfeldern, das Hinzufügen neuer Metainformationsfelder mit zugehörigem Wert und das Ändern von Werten vorhandener Metainformationsfelder. 2. Personalisierung von Suchformularen: Anwender können sich persönliche Suchformulare in Abhängigkeit der von ihnen definierten persönlichen Metainformationen gestalten. 3. Persönliche Arbeitsbereiche: Anwender können ihre Personalisierungen in persönlichen nur für sie selbst einsehbaren Arbeitsbereichen strukturiert ablegen. 4. Persönliche Profile: Anwender können sich persönliche Profile anlegen. In einem Profil können thematisch zusammengehörige Umweltinformationen (unabhängig davon ob personalisiert oder nicht ) gruppiert werden, die für die Verrichtung einer konkreten Aufgabe im schnellen Zugriff sein müssen. Die Entwicklung des PADDLE-Prototypen wird dankenswerter Weise unterstützt durch die Bereitstellung industriell eingesetzter Umweltrechtsvorschriften der Firmen UB MEDIA Verlag GmbH, Weka Fachverlag für technische Führungskräfte GmbH und der Kisters AG. Der Dokumentbestand umfaßt HTML-Dokumente, die über eine Oracle-Datenbank verwaltet werden. Vom Umweltbundesamt Berlin wurde die Datenbank Grunddaten mit ca Dokumenten in Microsoft Office-Formaten zur Verfügung gestellt. Diese Dokumente beschreiben den Zustand der Umwelt in Deutschland, sie liegen in einer Access-Datenbank vor. 3 Anforderungen zur personalisierten Verwaltung von Umweltinformationen Dieser Abschnitt stellt vor, welche weiteren Anforderungen zur personalisierten Verwaltung von Umweltinformationen sich im Rahmen des Projekts PADDLE ergeben haben. Ein Teil der Anforderungen kommen direkt von Anwendern des Systems H.I.R.N., in das Teile der PADDLE-Funktionalitäten integriert sind. Somit wird sichergestellt, dass ein hoher Praxisbezug besteht. Dieser Praxisbezug aus dem H.I.R.N.-Umfeld zieht jedoch nach sich, dass sich dieser Beitrag im wesentlichen auf

4 4 textuelle Umweltinformationen (z.b. Umweltrechtsvorschriften, Umweltzustandsberichte) beschränken wird, obwohl Umweltinformationen natürlich auch weitere Daten, wie Karten, Grafiken etc. umfassen. Wie der Ansatz zur Personalisierung insbesondere auf geografischen Objekte angepasst werden kann, ist in (Schwartz et al. 2000) beschrieben. Der Nutzen, den Umweltinformationen für die Verrichtung einer konkreten Aufgabe hat, hängt in hohem Maße von dem Kontext ab, in dem die jeweilige Aufgabe bearbeitet wird. Daher sind Anwendern Möglichkeiten einzuräumen, über die sie das Layout der Umweltinformationen entsprechend der Bedeutung für die erfolgreiche Bearbeitung einer Aufgabe anpassen können. Ein solch visueller Ansatz bringt entscheidende Vorteile, um die thematische Zugehörigkeit von Umweltinformationen erkennen zu können. Da Umweltinformationen für verschiedene Aufgaben gleichermaßen von Bedeutung sein können, soll es möglich sein, Umweltinformationen unterschiedliche Layoutdarstellungen zuzuweisen. Eine weitere Anforderung besteht darin, Umweltinformationen terminologisch personalisieren zu können. Häufig verwenden unterschiedliche Zuständigkeiten in einem Unternehmen, z.b. Arbeitsschutz und Umweltschutz, unterschiedliche Terminologien für dieselben Themengebiete, z.b. Abwasser und Wasserentsorgung. In einem Bestand an Umweltschutzvorschriften wird bislang aber nur eine Terminologie verwendet, was mit unter zu Akzeptanzproblemen eines Umweltinformationssystems bei der Gruppe führt, die sich mit ihrer Terminologie nicht wieder findet. Vor diesem Hintergrund ist eine Personalisierung erforderlich, über die beliebige Terminologien berücksichtigt werden können. In Abhängigkeit unterschiedlicher Anwendergruppen und Aufgabenstellungen muss es möglich sein, die über Hypermediaverweise modellierten Beziehungen zwischen Umweltinformationen variieren zu können. So sind z.b. für Anwender, die sich mit dem Themenfeld Altwasser beschäftigen, andere Beziehungen zwischen Rechtsvorschriften von Bedeutung als für Anwender, die sich mit dem Themenfeld Immissionsschutz beschäftigen. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, muss es möglich sein, über einem Bestand an Umweltinformationen mehrere Mengen von Hypermediaverweisen zu definieren. Als letztes Konzept zur Personalisierung werden Sichten gefordert. Die Grundidee von Sichten basiert darauf, dass aus der Gesamtheit der Informationen in einem Dokument Anwendern nur eine Teilmenge präsentiert wird, und zwar möglichst die Teilmenge, die für ihre Aufgabenstellung relevant ist. Für eine möglichst präzise Beschreibung einer Sicht soll zunächst der im PADDLE-Kontext verwendete Begriff "personalisierbares Dokument" eingeführt werden. Ein elektronisches Dokument wird in PADDLE als eine Menge von inhaltlich zusammengehörenden Informationsträgern (z.b. Texten, Grafiken etc.) definiert, die über Hypermediaverweise miteinander in Beziehung gesetzt sind. Ein personalisierbares Dokument besteht aus mehreren Mengen von inhaltlich zusammengehörenden Informationsträgern, die über Hypermediaverweise miteinander in Beziehung gesetzt sind. Von personalisierbaren

5 5 elektronischen Dokumenten kann es verschiedene Ausprägungen geben, wobei jede Ausprägung einem elektronischem Dokument im obigen Sinne entspricht. Eine Sicht ist nun eine Ausprägung eines personalisierbaren Dokuments. Über Sichten auf Umweltinformationen kann somit deren anwenderspezifische bzw. aufgabenspezifische Nutzung ermöglicht werden. 4 Personalisierte Verwaltung von Umweltinformationen auf der Basis von XML Dieser Abschnitt stellt nun XML-Spezifikationen von Personalisierungskonzepten vor, die in PADDLE von zentraler Bedeutung sind. Die Spezifikation erfolgt bottomup, so dass zunächst Einzelkomponenten beschrieben werden, die anschließend zu komplexeren Einheiten zusammengeführt werden. Da die XML-Spezifikationen von allgemeiner Natur sind und in diesem Beitrag ihre Anwendbarkeit auf Anforderungen aus dem PADDLE-Umfeld, d.h. Personalisierung von Umweltinformationen, demonstriert werden soll, wird in den Spezifikationen z.t. eine andere Terminologie verwendet als in PADDLE. Wenn immer erforderlich, wird auf die terminologische Unterschiede hingewiesen. Zunächst werden die grundlegenden Elemente von Hypermediadokumenten eingeführt. Ein Hypermediadokument entspricht in PADDLE einem Bestand aus Umweltinformationen, die über Verweise miteinander in Beziehung gesetzt sind. Knoten sind als eigentliche Informationsträger das zentrale Konzept von Hypermediadokumenten (ein Knoten entspricht einem Dokument, z.b. einer Umweltrechtsvorschrift, in PADDLE). Ein Knoten wird über einen eindeutigen Identifikator bezeichnet (Zeile 2+3 der Abbildung 1) und ist eine Komposition aus Inhalt, Attributen und Annotationen (Zeile 4). In Zeile 5 wird der Inhalt eines Knotens spezifiziert, dieser ist eine Komposition aus Komponenten und weiteren Knoten. Komponenten sind die Konstrukte mit deren Hilfe Medienobjekte, die eigentlichen Informationsträger (z.b. Text, Grafik) in das Hypermediadokument integriert werden können. Eine Komponente kann neben dem Medienobjekt an sich auch Metainformationen zu diesem Medienobjekt enthalten. Im Rahmen dieses Beitrags werden Komponenten, Annotationen und Attribute nicht weiter spezifiziert. Zu Attribute sei gesagt, dass sie dazu dienen, Metainformationen wie Raum-, Zeitund Fachbezug zu beschreiben. Für Interessierte sei auf (Westbomke et al. 1999) und (Tochtermann 1995) verwiesen. Die Tatsache, dass Knoten selbst wieder Knoten enthalten dürfen, ermöglicht die Entstehung von streng hierarchischen Strukturen der Knoten eines Hypermediadokuments. Hiermit wird über XML die bereits in PADDLE angebotene Möglichkeit modelliert, Umweltinformationen individuell gruppieren zu können.

6 6 1. <!ELEMENT Dokumentknoten (Dokumentknoten1+) > 2. <!ELEMENT Dokumentknoten1 (Knotenobjekt) > 3. <!ATTLIST Dokumentknoten1 Dok_Knoten_ID ID #REQUIRED > 4. <!ELEMENT Knotenobjekt ( Inhalt, Attribute?, Annotationen? ) > 5. <!ELEMENT Inhalt (Komponente*, Dokumentknoten* ) > 6. <!ATTLIST Inhalt Dok_Knoten_Ref IDREFS #IMPLIED > 7. <!ELEMENT Annotationen (Komponente+) > Abbildung 1: XML-Spezifikation von Knoten Für die konkrete Anwendbarkeit ist es erforderlich, die allgemeinen XML- Spezifikationen auf die Terminologie des jeweiligen Anwendungsbereichs zuzuschneiden, ohne dabei jedoch konzeptionelle Änderungen vorzunehmen. Für den in PADDLE verfügbaren Bestand an Umweltrechtsvorschriften könnte beispielsweise die obige Spezifikation von Knoten wie folgt angepasst werden. 1. <!ELEMENT Umweltrechtsvorschrift (Rechtsvorschrift+) > 2. <!ELEMENT Rechtsvorschrift (Gesetzestext) > 3. <!ATTLIST Rechtsvorschrift Rechtsvorschrift_ID ID #REQUIRED > 4. <!ELEMENT Gesetzestext (Inhalt, Attribute?, Annotationen? ) > 5. <!ELEMENT Inhalt (Gesetzesparagraf*, Umweltrechtsvorschrift* ) > 6. <!ATTLIST Inhalt Umweltrechtsvorschrift_Ref IDREFS #IMPLIED > 7. <!ELEMENT Annotationen (Gesetzesparagraf+) > Abbildung 2: XML-Spezifikation von Umweltrechtsvorschriften Auf der Basis dieser Spezifikation kann nun eine konkrete XML-Instanz beschrieben werden. Für die in Abbildung 2 angegeben XML-Spezifikation kann nun eine konkrete Umweltrechtsvorschrift als XML-Instanz angegeben werden (vgl. Abbildung 3).

7 7 <Umweltrechtsvorschrift> <Rechtsvorschrift Rechtsvorschrift_ID= UB > <Gesetzestext> <Inhalt> <Gesetzesparagraf> 1 Geltungsbereich Diese BG-Vorschrift gilt für den Umgang mit Gefahrstoffen. Unbeschadet der nachfolgenden Bestimmungen... </Gesetzesparagraf> <Gesetzesparagraf> 2 Auskunftspflichten Der Unternehmer hat der Berufsgenossenschaft auf Verlangen... </Gesetzesparagraf>... </Inhalt> <Attribute> <Urheber>(BL) Bayern</Urheber> <Rechtsgebiet>Gefahrstoffentsorgung</Rechtsgebiet> <Autor>WEKA Fachverlag</Autor>... </Attribute> </Gesetzestext> </Rechtsvorschrift> </Umweltrechtsvorschrift> Abbildung 3: XML-Instanz einer Umweltrechtsvorschrift In einem Hypermediadokument sind Knoten über Hypermediaverweise miteinander verbunden. Verweise bilden den zweiten wesentlichen Bestandteil eines Hypermediadokuments, da durch sie die explizite Verknüpfung von Knoten angegeben werden kann. Ein Verweis ist gekennzeichnet durch seinen Ursprung und seinen Zielpunkt, die beide hier nicht näher beschrieben werden (Westbomke et al. 1999). Klassifizieren lassen sich Verweise nach der Richtung, in der sie genutzt werden können. So kann ein Verweis unidirektional vom Ursprung zum Ziel verfolgt werden oder auch bidirektional (Zeile 8+9 der Abbildung 4).

8 8 1. <!ELEMENT Verweise (Verweis+)> 2. <!ELEMENT Verweis (Verweisobjekt) > 3. <!ATTLIST Verweis Verweis_ID ID #REQUIRED > 4. <!ELEMENT Verweisobjekt (Ursprung,Ziel,Richtung,Attribute?,Verweisoperationen?) > 5. <!ELEMENT Ursprung (Anker) > 6. <!ELEMENT Ziel ( Anker Verweisfunktion) > 7. <!ELEMENT Verweisfunktion(Anker, Anker)* > 8. <!ELEMENT Richtung /> 9. <!ATTLIST Richtung Richtung(UNIDIREKTIONAL BIDIREKTIONAL) #REQUIRED> 10. <!ELEMENT Verweisoperationen (Verweisoperation+)> 11. <!ELEMENT Verweisoperation (Op_Urbildbereich, Op_Bildbereich) > Abbildung 4: Spezifikation von Verweisen Auch die Unterscheidung in statische und dynamische Verweise stellt ein Klassifikationsschema dar (Zeile 6). Dynamische Verweise sind, im Gegensatz zu statischen, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Ziel nicht fest kodiert ist, sondern erst durch eine Operation zum Zeitpunkt des Verfolgens des Verweises berechnet wird (Zeile 7). Ein weiteres Klassifikationsmerkmal sind operationale Verweise. Diese haben die Eigenschaft, dass beim Verfolgen dieser Verweise eine Operation ausgeführt wird (Zeile 10+11). Mit Hilfe der bereits eingeführten Begrifflichkeiten lässt sich nun spezifizieren, was unter einem Hypermediadokument verstanden wird. 1. <!ELEMENT HMDok (Hyperdokumentobjekt) > 2. <!ATTLIST HMDok Dok_ID ID #REQUIRED > 3. <!ELEMENT Hyperdokumentobjekt (Dokumentobjekt)> 4. <!ELEMENT Dokumentobjekt (Dokumentbasis, Dokumentgraph, Attribute?) > 5. <!ELEMENT Dokumentbasis (Medienobjekt*) > 6. <!ELEMENT Dokumentgraph (Dokumentknoten?,Komponenten?,Verweisstrukturen?) > 7. <!ELEMENT Verweisstrukturen (Verweisstruktur+)> 8. <!ELEMENT Verweisstruktur (Strukturobjekt) > 9. <!ATTLIST Verweisstruktur Struktur_ID ID #REQUIRED > 10. <!ELEMENT Strukturobjekt (Verweise, Attribute*) > Abbildung 5: Spezifikation von Hypermediadokumenten

9 9 Ein Hypermediadokument ist eine durch Verweise in Beziehung gesetzte Menge von Dokumentknoten (vgl. Abb. 5). Ein Hypermediadokument HMDok hat einen eindeutigen Identifikator (Zeile 2) und wird durch ein Hyperdokumentobjekt beschrieben (Zeile 1). Das Hyperdokumentobjekt setzt sich zusammen aus der Dokumentbasis, dem Dokumentgraphen und optionalen Attributen. Die Dokumentbasis realisiert die Speicherebene. In ihr befinden sich sämtliche in dem Hypermediadokument vorkommende Medienobjekte. Der Dokumentgraph stellt die Verknüpfung der einzelnen Teile des Hypermediadokumentobjekts dar. Er enthält die Dokumentknoten und Komponenten 3 sowie die darauf definierten Verweis strukturen (Zeile 6). Das Konzept der Verweisstrukturen ermöglicht die Existenz von mehreren, unterschiedlichen Mengen von Verweisen zwischen denselben Knoten. Durch die Angabe verschiedener Verweisstrukturen über ein und derselben Knotenmenge können die geforderten personalisierten Ve rweise modelliert werden. Somit ist es möglich über einen Bestand an Umweltinformationen, mehrere Verweismengen zu definieren, die anwendungs- oder aufgabenabhängig verwendet werden können. Nachdem mit Knoten, Verweisen und Hypermediadokumenten Basiskonzepte modelliert wurden, sollen die geforderten Sichten in XML spezifiziert werden. Sichten sind ein wichtiges Personalisierungskonzept, um die anwendungs- und aufgabenspezifische Nutzung von Beständen an Umweltinformationen zu unterstützen. Die nachfolgende XML-Spezifikation zeigt, dass mittels XML die Anforderungen aus PADDLE modelliert werden können. Im Wesentlichen werden Sichten durch ein entsprechendes Objekt mit eindeutigem Identifikator spezifiziert (Zeile 2+3 der Abbildung 6). Da Sichten im Grunde Hypermediadokumenten entsprechen, werden Sichten auch über das bereits eingeführte Element Dokumentobjekt spezifiziert (Zeile 4). Sichtenknoten realisieren die eigentliche Sicht. Ein Sichtenknoten besteht aus drei Komp onenten: Dokumentknoten, Sichtenknoten und Knotenobjekt (Zeile 8). Die erste Komponente stellt die Verbindung zu den unterliegenden Dokumentknoten dar. Die zweite Komponente erlaubt die Möglichkeit, Sichten über Sichten zu realisieren, und die dritte Komponente ermöglicht dem Sichtenknoten Knoten zu enthalten, die im unterliegenden Dokumentgraph nicht enthalten sind. Da es nun möglich ist, sogar Sichten um eigene Knoten zu erweitern, besteht eine Möglichkeit Sichten selbst zu personalisieren. Dies ist ein für die Anwendung wichtiges Phänomen, da es möglich wird, z.b. aus einem Bestand aus Umweltrechtsvorschriften nur diejenigen zum Themenbereich Altwasser herauszufiltern. Diese Sicht auf den Gesamtbestand kann nun aber noch um persönliche Kommentare, Erläuterungen, Interpretationen etc. ergänzt werden. Dies ermöglicht es, eine Verbindung zwischen Konzepten zur Personalisierung und zu den in jüngster Zeit vermehrt anzutreffenden Publishingkomponenten in Internet-basierten Umweltinformationssystemen herzustellen (Henning et al. 1999). 3 Somit können Medienobjekte auch losgelöst von Knoten im Dokumentgraph existieren, was - unserer Erfahrung nach - in der Praxis eine häufige Situation ist.

10 10 1. <!ELEMENT Sichten (Sicht+)> 2. <!ELEMENT Sicht (Sichtenobjekt) > 3. <!ATTLIST Sicht Sicht_ID ID #REQUIRED > 4. <!ELEMENT Sichtenobjekt (Dokumentobjekt) > 5. <!ELEMENT Sichtenknoten(Sichtenknoten1+)> 6. <!ELEMENT Sichtenknoten1 (Sichtenknotenobjekt) > 7. <!ATTLIST Sichtenknoten1 Sichtenknoten_ID ID #REQUIRED > 8. <!ELEMENT Sichtenknotenobjekt (Dokumentknoten, Sichtenknoten?, Knotenobjekt) > Abbildung 6: Spezifikation von Sichten An dieser Stelle muss aus Platzgründen auf die Darstellung der Integration von Sichten in die Spezifikation von Hypermediadokumenten verzichtet werden. In (Westbomke et al. 1999) wird das Konzept der Sicht, sowie dessen Integration in die Spezifikation von Hypermediadokumenten ausführlich besprochen. Es wird nun noch auf die Anforderungen zur Personalisierung eingegangen, für die im Rahmen dieses Beitrags keine XML-Spezifikation angegeben wird. Die Kopplung der thematischen Zugehörigkeit von Umweltinformationen mit einem entsprechenden Layout wurde für die in PADDLE verfügbaren Umweltrechtsvorschriften durchgeführt. Hierfür wurden verschiedene Layoutbeschreibungen auf der Basis von XSL (Extensible Stylesheet Language) (XSL, 2000) erstellt. Da alle Rechtsvorsschriften in HTML vorliegen, wurde der Dokumentbestand zunächst in XHTML (XHTML, 2000), einer Beschreibung von HTML auf der Basis von XML, überführt. Auf die XHTML-Dateien lässt sich nun entsprechend des thematischen Bezugs eine der vorbereiteten XSL-Dateien zuordnen, in der das gewünschte Layout definiert ist. Unter Verwendung geeigneter XSL-Dateien, ist die Personalisierung von Dokumenten über das Ausblenden einzelner Ausschnitte möglich. So können z.b. bei der in Abbildung 3 genannten XML-Instanz einzelne Gesetzesparagrafen in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungskontext ausgeblendet werden. Um die in Abschnitt 3 genannte Anforderung nach terminologischer Personalisierung von Dokumenten zu erfüllen, soll das Konzept der Entitäten genutzt werden. Entitäten ermöglichen eine flexible Organisation von Dokumentinhalten. So kann für einen Dokumentbestand eine DTD definiert werden, die in Abhängigkeit von der Anwendergruppe dynamisch die Entitäten einbindet, welche die gewünschte Terminologie definieren. 5 Verwandte Arbeiten Die verschiedenen XML-Anwendungen in der Umweltinformatik sind derzeit erst in Entwicklung. Der große Durchbruch, gerade in sehr anwendungsbezogenen

11 11 Projekten, wird jedoch erst stattfinden, nachdem die großen Browser-Hersteller XML in vollem Umfang unterstützen. Sollen XML bzw. XML-Anwendungen als standardisiertes Beschreibungsformat für Umweltinformationen breit eingesetzt werden, ist die Entwicklung von XML-basierten Anfragesprachen von ganz entscheidender Bedeutung. Derzeit konkurrieren XQL (XQL, 2000) und XML-QL (XML-QL, 2000) um den Standard für eine solche Anfragesprache. Unabhängig von diesen anwendungsunabhängigen Entwicklungen zeichnen sich im Bereich der Umweltinformatik verschiedene Bereiche ab, in denen XML-Anwendungen in Zukunft eine Rolle spielen werden. In der Umweltinformatik finden derzeit Bestrebungen statt, die sich mit der Entwicklung einer auf Umweltbelange zugeschnittenen XML-Anwendung, der Environmental Markup Language (EML), beschäftigen (EML, 1999), (Arndt, 2000). Die Motivation für die Entwicklung einer EML liegt einerseits in einer einheitlichen Sprach- und Diskussionsgrundlage im Bereich Umweltinformatik und andererseits in einem standardisierten (Austausch-) Format für Umweltinformationen und Metainformationen im Umweltbereich. Von großer Bedeutung sind sicherlich die Arbeiten des Projekts GEIN2000 (German Environmental Network) (GEIN, 2000). Im Rahmen von GEIN2000 wird das G2K-Profil beschrieben, das die Kommunikation in GEIN2000 regelt. Im G2K wird RDF (Resource Description Framework) (RDF, 2000) eingesetzt, um Metainformationen für Umweltinformationen unabhängig von der jeweiligen Ressource zu beschreiben. Besondere Bedeutung kommt RDF zu, da es mit RDF möglich ist, Ressourcen zu beschreiben, die erst auf Anfrage, z.b. an eine Umweltdatenbank generiert, werden. Im Rahmen des Umweltmanagementinformationssystems (UMIS) wird XML eingesetzt, um die syntaktischen und semantischen Metainformationen zu den einzelnen Umweltschutzanwendungen des UMIS zu beschreiben (Arndt, 1999). Erfahrungen im Umgang mit XML wurden auch im Sachdatensystem (SDS) des Umweltinformationssystems Baden-Württemberg gesammelt (Rolker et al., 2000). Das SDS erlaubt die komfortable Auswertung von Datenbankinhalten über das Internet mittels vorstrukturierte Anfragemöglichkeiten. Eine Anforderung an SDS bestand darin, Anfrageergebnisse automatisch in fest vorgegebene Formulare eintragen zu können, die dann in einem webfähigen Format auf beliebigen Druckern ausdruckbar sein sollten. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, werden Anfrageergebnisse in XML als Zwischenformat erzeugt und dann in ein gängiges Format, z.b. PDF, überführt. Die zugehörigen Layoutbeschreibungen werden in XSL-Dateien abgelegt. Der Umweltobjektkatalog des Bayerischen Informationssystems für Planung und Umwelt ist eine weitere Arbeit, die sich mit XML in der Umweltinformatik beschäftigt (Weihs 1999). Dort ist XML die Grundlage für die Beschreibung der Nachweise wo welche Umweltdaten zu finden und wie sie bereitzustellen sind. Erste Nutzungsansätze von XML im Geodatenumfeld basieren auf VML (Vector Markup Language), einer XML-Anwendung, die speziell für die Übermittlung von Vektorgraphiken entwickelt wird (Hofmann et al. 2000). VML wird bereits vom

12 12 Internet Explorer 5.0 unterstützt. VML ermöglicht es, die Geometrie einer Karte unabhängig vom der Darstellungsauflösung und dem Darstellungsmaßstab zu beschreiben. Derartige geometrische Kartenbeschreibungen können direkt von geeigneten Web-Browsers visualisiert werden. 6 Zusammenfassung und Ausblick Dieser Beitrag stellte zunächst dar, weshalb das Konzept zur Personalisierung von Internetressourcen in zunehmenden Maße auch für Umweltinformationssysteme von Bedeutung sind. Konkrete Anforderungen an Formen der Personalisierung wurden auf der Basis eines industriell eingesetzten Umweltinformationssystems formuliert. Schließlich wurde anhand konkreter XML-Spezifikationen gezeigt, dass XML das Potential besitzt, um diese Anforderungen zu modellieren. Eine Vielzahl der vorgestellten Personalisierungskonzepte sind zwar in XML modelliert, aber nicht in PADDLE integriert (z.b. die Möglichkeit über einen Dokumentbestand mehrere Verweismengen zu definieren). Es liegt daher nahe die vorgestellten Spezifikationen weiter zu verfeinern und schließlich zu realisieren. Von großer Bedeutung für PADDLE ist die Beobachtung, dass sich das Wissen der Nutzer sowie die zugrundeliegenden Datenbasen stets verändern. Vor diesem Hintergrund werden derzeit Evolutionsstrategien für Personalisierungen angegangen. Die Strategien, so der Ansatz, basieren auf Beobachtungen aus der Natur, speziell der Populationsgenetik. In diesem Kontext werden Mechanismen, wie z.b. Panmixie, Mutation, Selektion, Inzucht, Dominanz und Genwanderung in ihren prinzipiellen Abläufen mit dem Ziel untersucht, Analogien für Personalisierungen zu identifizieren (Maurer et al. 2000). Für die Zukunft sind zudem weitere Arbeiten in den Bereichen Publishingkomp onente und geografisches Zugangsportal geplant. Die bislang vorgestellten Personalisierungskonzepte basierten nur darauf, vorhandene Informationsbestände an anwender- und aufgabenspezifische Anforderungen anzupassen. In einem nächsten Schritt sollen zudem auch Möglichkeiten eingeräumt werden, die es erlauben, vorhandene Dokumentbestände um persönliche Dokumente zu erweitern. Hierzu wird derzeit in PADDLE eine Publishingkomponente integriert, über die XML-Dokumente von den Anwendern in einen persönlichen Arbeitsbereich eingestellt werden können. Sollen diese Dokumente auch anderen Anwendern zugänglich sein, müssen Mechanismen zur Qualitätskontrolle eingeführt werden. Da Umweltinformationen in der Regel einen Raumbezug haben, kann die Nutzbarkeit von Umweltinformationssystemen erhöht werden, wenn die Dokumentbestände über geografische Zugangsportale erschlossen werden können. Ansätze in diese Richtung sind z.b. aus dem WWW-UDK 4.0 bekannt. (Nikolai et al. 1999). Durch die Navigation über geografische Karten können sich Anwender all die Dokumente liefern lassen, die mit einer gerade im Fokus des Interesses befindlichen Region in Beziehung stehen. Für ein und denselben Dokumentbestand können über

13 13 unterschiedliche Maßstabsebenen (z.b. Europa, Deutschland) unterschiedliche geografische Zugangsportale angeboten werden. Schließlich soll es auch möglich sein, auf der Ebene des geografischen Portals die weiteren Kriterien, wie z.b. thematischer Bezug und Zeitbezug, für eine Suchanfrage festzulegen. Für die Arbeiten in diesem Umfeld ist es erforderlich, XML-Anwendungen wie z.b. VML zur Verarbeitung von Karten weiter zu verfolgen. Der Einsatz von VML ermöglicht auch die Personalisierung von Geoobjekten. Das Ergebnis einer solchen Personalisierung könnte etwa ein Geoobjekt "Norddeutschland" sein, dass auf den Geoobjekten "Schleswig-Holstein", "Niedersachsen" und "Hamburg" basiert (Schwartz et al. 2000). In diesem Zusammenhang wird in PADDLE derzeit ein Geoklient unter Ve r- wendung von VML auf der Basis des GeoTask-Servers (GeoTask, 2000) entwickelt. Mit Hilfe dieses Klienten soll es möglich sein, neue, persönliche Geoobjekte basierend auf vorhandenen Geoobjekten zu definieren. Die Herausforderung wird darin bestehen, die Eingaben des Klienten serverseitig in die Geodatenbasis zu integrieren. Danksagung Die Arbeiten des FAW Ulm wurden im Rahmen des Projekts PADDLE durchgeführt, das über das Schwerpunktprogramm "Verteilte Verarbeitung und Vermittlung Digitaler Dokumente" der DFG finanziert wird. Literaturverzeichnis Arndt, H.-K., Christ, M., Günther, O. (2000). Environmental Markup Language (EML) als XML-basierte Metasprache für das Metainformationssystem EcoExplorer. Tagungsband 3. GI-Workshop Hypermedia im Umweltschutz, Metropolis Verlag. Arndt, H.-K., Fugmann, T., Günther, O. (1999). Umweltmanagementinformationssysteme: Der Arbeitsplatz, Tagungsband 13. GI Symposium Umweltinformatik, Metropolis Verlag. EML, (1999). GEIN, (2000). GeoTask, (2000). Greve, K., Kramer, R. (1999). Interoperable Katalogsysteme in öffentlichen Umweltinformationssystemen, Tagungsband 13. GI Symposium Umweltinformatik, Metropolis Verlag. Henning, I., Ebel, R., Tauber, M., Tochtermann, K., Pursche, K., Kussmaul, A., Schultze, A. (1999). Internetbasiertes Dokumentenmanagement heterogener Umweltdokumentbestände, Tagungsband 13. GI Symposium Umweltinformatik, Metropolis Verlag.

14 14 Hicks, D., Tochtermann, K., Kussmaul, A., Neils, S. (1999). Customization in Environmental Information Systems, Tagungsband 13. GI Symposium Umweltinformatik, Metropolis Verlag. Hofmann, C., Heuser, M. (2000). Nutzung von XML im Geodatenumfeld, Tagungsband 3. GI-Workshop Hypermedia im Umweltschutz, Metropolis Verlag. Maurer, H., Tochtermann, K. (2000). Wissensmanagement und Populationsgenetik - von der Natur lernen. Beitrag zu einer Studie des FAW Nicht explizites Wissen: noch mehr von der Natur lernen für das BMBF, Nikolai, R., Wassili, K., Kramer, R., Behrens, S., Swoboda, W., Kruse, F. (1999). WWW- UDK 4.0: Die neue Generation eines Web-Portals zu deutschen und österreichischen Umweltdaten, Tagungsband 13. GI Symposium Umweltinformatik, Metropolis Verlag. Rolker, C, Nikolai, R., Kramer, R., Otterstätter, A., Koepke, T., Heissler, W. (2000). Erweiterung des Sachdatensystem SDS des UIS Baden-Württemberg zum flexiblen Berichtssystem für Umweltsachdaten. Tagungsband 3. GI-Workshop Hypermedia im Umweltschutz, Metropolis Verlag. RDF, (2000). Schwartz, S., Tochtermann, K. (2000). Geographische Suchkomponenten für Informationsportale, Tagungsband des Symposiums für Angewandte geographische Informationsverarbeitung (AGIT), Salzburg Juli 2000, Wichmann-Verlag. Strauß, W., Heldt, K., Greiner, D., Wolf, A., Klingler, G., Tochtermann, K. (2000). H.I.R.N. Ein Internet-basiertes Umweltrechtsinformationssystem, Tagungsband 3. GI- Workshop Hypermedia im Umweltschutz, Metropolis Verlag. Tochtermann, K. (1995). Ein Modell für Hypermedia - Beschreibung und integrierte Formalisierung wesentlicher Hypermediakonzepte, Verlag Shaker. Tochtermann, K., Hicks, D., Kussmaul, A. (2000). Creating Corporate Knowledge with the PADDLE System. erscheint in Proceedings of WebNet 2000 World Conference on the WWW and Internet (AACE), Texas (USA) Weihs, E. (1999). Objektorientierung bei der Speicherung und Recherche von XML-Daten in vernetzten Systemen, Tagungsband 2. GI-Workshop Hypermedia im Umweltschutz, Metropolis Verlag. Westbomke, J., Dittrich, G. (1999). Ein Ansatz zur formalisierten Beschreibung von Hypermediadokumenten in XML. Fachbereich Informatik der Universität Dortmund, Forschungsbericht Nr XHTML, (2000). XML, (2000). XML-QL, (2000). XQL, (2000). XSL, (2000).