Das GeoDatenZentrum - ein zentraler Geobasisdatenservice für Deutschland

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1 Das GeoDatenZentrum - ein zentraler Geobasisdatenservice für Deutschland Manfred Endrullis 1 Auftrag des GeoDatenZentrums Durch das GeoDatenZentrum des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) werden seit 1996 digitale topographisch-kartographische Informationen (Geobasisdaten) vom Gebiet der Bundesrepublik Deutschland zentral für die Bundesverwaltung und für Dritte zur Verfügung gestellt. Abb. 1: Das GeoDatenZentrum - zentraler Service für amtliche Geobasisdaten Deutschlands Die angebotenen groß- und mittelmaßstäbigen Daten im Maßstabsbereich von etwa 1: bis 1: werden durch die Landesvermessungseinrichtungen der Bundesländer erstellt und im GeoDatenZentrum geprüft, harmonisiert und einheitlich für länderübergreifende Datenabgaben aufbereitet. Die kleinmaßstäbigen Daten und Kartenwerke ab dem Maßstab 1: werden im BKG selbst erzeugt und gepflegt. Dies regeln Verwaltungsabkommen zwischen dem Bund und den Ländern, die eine effiziente Arbeitsteilung für die Lösung von Bundesaufgaben verfolgen und die vor dem Hintergrund der gesetzlich verankerten Verantwortung der einzelnen Länder für das Karten- und Vermessungswesen zu verstehen sind. Im Rahmen eines zentralen Dienstes informiert das GeoDatenZentrum darüber hinaus über die Verfügbarkeit und Beschaffenheit von Geobasisdaten im Metainformationssystem der AdV (ADV-MIS) und unterhält eine Reihe weiterer Online-Dienste. An Bundesbehörden können die Geobasisdaten unentgeltlich abgegeben werden, wie ein Bund-Länder- Abkommen aus dem Jahre 1999 regelt. Bei allen anderen Datenabgaben werden die Preise des einheitlichen Kostenrahmens der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) erhoben. Das GeoDatenZentrum stellt damit ein Dienstleistungszentrum dar, dessen Schwerpunkte die Harmonisierung und einheitliche Produktaufbereitung sowie der Vertrieb und die Auskunft über Geobasisdaten sind. Erforderlich wurde seine Einrichtung Mitte der 90er Jahre aufgrund vielfacher Nutzerforderungen nach einem zentralen Service für Deutschland und angesichts vorhandener Probleme bei der Standardisierung von Daten und Datenaustauschformaten in den Bundesländern. 2 Geobasisdaten Deutschlands 2.1 Geodaten und Datentypen Geobasisdaten sind topographische Grundlagendaten. Diese werden in Deutschland als neutrale staatliche Vorsorgeaufgabe durch die Landesvermessungseinrichtungen der Bundesländer und durch das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie als amtliche Daten bereit gestellt. Alle anderen raumbezogenen Informationen aus Umwelt, Wirtschaft, Gesellschaft usw. werden allgemein als Geofachdaten bezeichnet. Traditionell werden Geodaten nach ihrem Geometrietyp in Vektor- und Rasterdaten eingeteilt. Als eine dritte Kategorie werden häufig Gitterdaten betrachtet [ISO 2001a]. Abb. 2: Objektstrukturierte Vektordaten Vektordaten beschreiben die geometrische Lage von topographischen Objekten mittels einzelner Punkte und Stützpunktfolgen, die Linien und Flächen bilden. Durch Verbindung der Geometrie mit Sachattributen entstehen Objekte. Geoinformationssysteme (GIS) erlauben die Recherche und komplexe Auswertung dieser Informationen. Gewonnen werden Vektordaten durch Handdigitalisierung und automatische Linienverfolgung. Rasterdaten werden durch Scannen von Karten erzeugt und beschreiben die geometrische Lage von Objekten als Bildinformation, wobei das Gesamtgebiet in regelmäßig angeordnete Pixel zerlegt wird (Abb. 3). Diese Daten sind objektindifferent, aber als graphisch hochwertige Bildinformation zur Orientierung, zur gemeinsamen Nutzung mit Vektordaten oder als Grundlage für thematische Karten sehr geeignet. Abb. 4: Gitterdaten in Form Digitaler Geländemodelle Abb. 3: Rasterdaten einer topographischen Karte Gitterdaten beschreiben einen Sachverhalt anhand eines regelmäßig angeordneten Punktgitters. Jeder Punkt trägt eine bestimmte Sachinformation, z.b. die Geländehöhe an diesem geographischen Ort (Abb. 4). Seite 1

2 2.2 Amtliche Geobasisdaten Die amtlichen Geobasisdaten werden in die Produktbereiche Topographische Geobasisdaten Liegenschaftsbeschreibende Geobasisdaten und Geodätische Basisdaten untergliedert [ADV 2001]. Das GeoDatenZentrum bearbeitet und vertreibt bislang vorrangig Topographische Geobasisdaten. Im Sinne eines zentralen Servicezentrums werden künftig auch Geodätische Basisdaten des BKG in die Bereitstellungsdienste integriert werden. Nachfolgend werden die wesentlichen Produktgruppen der Topographischen Geobasisdaten vorgestellt. Sie gehören zur ATKIS-Produktfamilie, dem Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystem, der deutschen Landesvermessung [Harbeck 1994]. Digitale Landschaftsmodelle (DLM) Abb. 5: Beispiel einer einfachen Bildschirmgraphik für das Basis-DLM Digitale Landschaftsmodelle beschreiben die topographischen Objekte der Landschaft (Siedlungen, Gewässer, Verkehr, etc.) und das Relief der Erdoberfläche im Vektorformat. Die Objekte werden einer bestimmten Objektart zugeordnet und durch ihre räumliche Lage, ihren geometrischen Typ (Punkt, Linie, Fläche), beschreibende Attribute (z. B. geographischer Name) und Beziehungen zu anderen Objekten (z.b. Über- und Unterführungen) definiert. Welche Objektarten ein DLM beinhaltet und wie die Objekte gebildet werden, ist im Objektartenkatalog festgelegt (siehe Folgende DLM werden aufgebaut bzw. sind geplant: Digitales Basislandschaftsmodell - Basis-DLM (Erfassungsmaßstab 1:5.000 bis 1:25.000) Digitales Landschaftsmodell 50 DLM50 - geplant (Erfassungsmaßstab 1:50.000) Digitales Landschaftsmodell DLM250 (Erfassungsmaßstab 1: ) Digitales Landschaftsmodell DLM1000 (Erfassungsmaßstab 1: ) Das DLM250 und DLM1000 werden im BKG bearbeitet. Digitale Geländemodelle (DGM) Digitale Geländemodelle sind im wesentlichen Gitterdaten, die die Geländeformen der Erdoberfläche beschreiben. Die Gitterpunkte sind in Lage und Höhe geocodiert. DGM können außerdem ergänzende Angaben enthalten Abb. 6: Graphische Darstellung eines Ausschnitts aus dem DGM250 (z.b. Geländekanten, Geripplinien, einzelne Geländehöhenpunkte). Neben DGM, die sich auf die Erdoberfläche beziehen, gewinnen für viele Anwendungen auch Digitale Oberflächenmodelle an Bedeutung, die alle natürlichen und künstlichen Erhebungen (Vegetation, Bebauung,...) beinhalten. Folgende DGM existieren bzw. befinden sich im Aufbau (Zusatzangaben: Maßstab, Gitterweite, Höhengenauigkeit): Digitales Geländemodell 5 DGM5 (1:5.000, m, +/- 0,5-1 m) Digitales Geländemodell 25 DGM25 (1:25.000, m, +/- 1-3 m) Digitales Geländemodell 50 DGM50 (1:50.000, m, +/- 3-5 m) Digitales Geländemodell 50 M745 DGM50-M745 (1:50.000, m, +/- 20 m) Digitales Geländemodell 250 DGM250 (1: , 200 m, +/- 20 m) Digitales Geländemodell 1000 DGM1000 (1: , m) Das DGM250 und DGM1000 werden im BGK bearbeitet. Digitale Topographische Karten (DTK) Digitale Topographische Karten sind Rasterdaten der vorliegenden Topographischen Kartenwerke. Die Rasterdaten sind nach kartographischen Inhaltselementen in verschiedene Ebenen gegliedert (Siedlung, Verkehr, Gewässer, Relief, Vegetation etc.) und liegen als Einzellayer sowie als farbige Abb. 6: Einzel- und Summenlayer am Beispiel der DTK200-V Kombination aller Ebenen (Summenlayer) vor. Die bisher durch Scannen analoger Originale sowie durch rechnergestützte Aktualisierung erzeugten DTK-V ( V steht für vorläufige Ausgabe) werden zukünftig durch DTK abgelöst, die direkt aus einem korrespondierenden ATKIS-DLM abgeleitet werden. DTK(-V) werden in folgenden Maßstäben angeboten: 1: : : : : : Das BKG stellt die kleinmaßstäbigen DTK200(-V), DTK500(-V) und DTK1000(-V) her. Seite 2

3 Verwaltungsgrenzen und Geographische Namen Die Verwaltungsgrenzen (VG) umfassen sämtliche Verwaltungseinheiten bis auf die unterste Verwaltungsebene (Gemeinden) mit ihren Grenzen, Verwaltungssitzen, Schlüsselzahlen und Namen [ENDRULLIS, HOPPE, REINHOLD, WILSKI 1995]. Die Geographischen Namen sind eine Sammlung von Gemeinden, Gemeindeteilen, Landschaften, Gebirgen, Bergen, Inseln, Flüssen, Kanälen, Seen u. a. geographischen Sachverhalten mit ihren Namen und einer Reihe von Attributen, zu denen insbesondere auch Lageinformationen gehören. Beide Datensätze werden im BKG hergestellt und gepflegt. Ihre separate Führung wird perspektivisch entfallen, wenn die DLM diese Informationen vollständig und in gleicher Aktualität ausweisen. Einen strukturierten Gesamtüberblick über die vorgestellten und weitere Geobasisdaten liefert das Metainformationssystem der AdV im Internet unter der Adresse vgl. Punkt Standardisierung der Geobasisdaten Die Produktgruppen und Produkte des amtlichen Vermessungswesens wurden in den zurückliegenden Jahren im Rahmen der Tätigkeit der AdV in einem gewissen Unfang erfolgreich standardisiert, ebenso wie ihre Datenaustauschformate. Die Praxis zeigt jedoch, dass diese Standards bisher nicht ausreichen, mitunter einen zu großen Spielraum lassen und überdies die Umsetzung in den einzelnen Bundesländern zeitlich so unterschiedlich voranschreitet, das auch hieraus Anwendungsprobleme erwachsen. In diesem Zusammenhang fehlt bis heute leider ein einheitliches Qualitätsmanagement oder ein gemeinsames Verständnis über produktbezogene Qualitätsparameter. Die Probleme, die sich aus dieser Situation ergeben, werden im GeoDatenZentrum gemäß seinem Auftrag beseitigt bzw. gemildert, so dass länderübergreifende Nutzungen der Daten ermöglicht werden. Die heute bekannten Defizite sollen bei den künftigen Entwicklungen der AdV durch eine konsequente Anwendung der Ergebnisse aus der Normungstätigkeit in der International Organization for Standardization (ISO), durch exaktere AdV-Standards und durch die Einführung eines Qualitätssicherungssystems für Konzepte und Produkte der deutschen Landesvermessung beseitigt werden. 3 Verfahren und Kundenorientierung im GeoDatenZentrum 3.1 Allgemeiner Verfahrensablauf Den grundsätzlichen Verfahrensablauf in der Arbeit des GeoDatenZentrums zeigt Abb. 7. In den Prozess der Übernahme und Aufbereitung der Daten von den Bundesländern werden die Geobasisdaten des BKG für eine Metadaten L V A Ergebnisse Daten Metainformationssystem Übernahme Prüfung Harmonisierung & Produktaufbereitung Verwaltung Selektion & Bereitstellung N U T Z E R Anforderung B K G GeoDatenZentrum Daten des BKG Abb. 7: Schema des Bearbeitungsablaufs im GeoDatenZentrum von der Datenübernahme von den Landesvermessungsämtern (LVA) bis zur Datenbereitstellung an Nutzer einheitliche Produktspezifikation und Datenbereitstellung integriert. Die Datenübernahme beinhaltet die vollständige Neuausstattung und die Umsetzung inkrementeller Fortführungsinformationen. Für das Basis-DLM wird als Datenaustauschformat bisher die Einheitliche Datenbankschnittstelle (EDBS) eingesetzt. Etwa ab 2005 soll diese im Zusammenhang mit einem neuen ATKIS-Datenmodell durch die modernere Normbasierte Austauschschnittstelle (NAS) abgelöst werden. Nach der anfänglichen Übernahme von Raster- und Gitterdaten in verschiedenen Strukturen und Bezeichnungssystemen wurde der Austausch der Digitalen Topographischen Karten und Digitalen Geländemodelle auf Initiative des BKG in den Jahren 2000 bis 2002 durch die AdV standardisiert [ADV 2002a]. Es bleibt zu hoffen, dass die Anwendung dieser Standards bald durch alle Bundesländer gewährleistet werden kann. An die Übernahme der Daten und ihre Überführung in interne Bearbeitungs- und Verwaltungsstrukturen, wobei insbesondere das GIS ArcInfo der Fa. ESRI und das Datenbanksystem Oracle eingesetzt werden, schließt sich die Prüfung der Daten an. Die Datenprüfung des Basis-DLM orientiert sich an der ISO-Norm [ISO 2001b] und umfasst etwa 40 Prüfaspekte, die alle eine rein logische Kontrolle der Einhaltung von Vorgaben aus der ATKIS-Konzeption betreffen [BKG 2002]. Dazu zählen Überprüfungen auf Vollständigkeit im Attributbereich und in der Flächenabdeckung ebenso wie topologische Analysen oder Integritätskontrollen bei Objektbeziehungen. Verfahren zur stichprobenartigen Überprüfung der Daten gegenüber der Realität befinden sich im BKG in Entwicklung. Ebenso werden die DTK auf verschiedene Konsistenzbedingungen hin untersucht, zu denen die Passung der gelieferten Einzellayer, die korrekte Georeferenzierung Seite 3

4 oder die einheitliche Anwendung von Farbtabellen zählen. Die Ergebnisse der Datenprüfung werden datenbankgestützt festgehalten und in Form von Fehlerprotokollen an die Landesvermessungseinrichtungen übermittelt. In Ausnahmefällen erfolgt in den Bundesländern eine kurzfristige Fehlerbehebung, in der Regel können die aufgedeckten Probleme und Hinweise des GeoDatenZentrums aus Kapazitätsgründen aber erst im Rahmen der nächsten Laufendhaltungsperiode in den LVA bearbeitet werden. Die Harmonisierung der großmaßstäbigen Länderdaten durch das GeoDatenZentrum kann nur in formaler Hinsicht erfolgen. Das gebieten sowohl die inhaltliche Zuständigkeit der Bundesländer als auch der Aufwand, der mit tiefer greifenden Änderungen verbunden wäre. Zu den notwendigen formalen Homogenisierungsmaßnahmen gehören: blattschnittfreie Aufbereitungen aller Daten, Anwendung einheitlicher Kachelsysteme für die Portionierung der blattschnittfreien Daten, Harmonisierung der Vektor-Geometrie beim Basis- DLM (Umwandlung von Splines aus Nordrhein- Westfalen und Brandenburg), Beseitigung von Fehlern in den Datenaustauschformaten, einheitliche strukturelle Aufbereitungen (z. B. inhaltliche Gliederungen bei DLM und DTK), Erzeugung einheitlicher Georeferenzierungen, Erzeugung einheitlicher Datenaustauschformate, Bereitstellung von Hilfsmitteln wie Blatt- und Kachelübersichten, Legenden und Signaturbibliotheken für GIS-Produkte Bereitstellung einheitlicher Dokumentationen. Mit der Harmonisierung eng verbunden ist eine Aufbereitung der Daten in Form flexibler Standardprodukte, die einerseits wesentliche Nutzeranforderungen direkt erfüllen, zum anderen aber eine effiziente Datenverwaltung und eine vielseitige, nutzerspezifische Bereitstellung der Daten unterstützen. Die Datenverwaltung basiert am GeoDatenZentrum bisher im wesentlichen auf dem GIS ArcInfo. Sowohl für Vektor- als auch für Rasterdaten werden überwiegend bewährte, dateibasierte Verfahren bei einem Gesamtdatenumfang von etwa 1000 Gigabyte erfolgreich eingesetzt. Unter Oracle werden alle technischen Verfahrensdaten und inhaltlichen Beschreibungsinformationen der Daten verwaltet. Für die Speicherung der Geodaten selbst wird Oracle erst in geringem Umfang angewandt (z. B. Geographische Namen), was sich jedoch deutlich ändern wird. Mit der in den letzten Jahren seitens GIS- und Datenbankherstellern entwickelten Funktionalität zur direkten Verwaltung von Geodaten in Datenbanken sind auch am GeoDatenZentrum entsprechende Einsatzuntersuchungen angelaufen. Es ist davon auszugehen, dass die Verwaltung aller Geodaten in den nächsten Jahren schrittweise auf das Datenbankverwaltungssystem Oracle umgestellt wird. Dabei wird im BKG insbesondere Middleware der Fa. ESRI (Spatial Database Engine und Geodatabase) zum Einsatz kommen. Die heute vorherrschende Datenanforderung per Telefon, Fax, Brief oder wird alsbald durch das auf der CeBIT 2002 mit Erfolg präsentierte Online- Bestellsystem (Punkt 6) ergänzt werden. Auch für die interne Auftragsbearbeitung durch die Vertriebsmitarbeiter des BKG wird eine entsprechende durchgängige, datenbankgestützte Bearbeitungsoberfläche entwickelt (Punkt 3.3). Die Bestellinformationen werden so mit allen technischen Angaben digital für die Datenbereitstellung vorliegen. Die Datenbereitstellung beinhaltet Selektionen und auftragsspezifische Datenaufbereitungen wie sie der nächste Punkt unter der Überschrift Kundenorientierung erläutert. Hinzu kommen die Erzeugung von Begleitdokumenten und Datenträgern bzw. der Online- Versand der Daten. Vielfach ist diese Tätigkeit noch durch interaktive Arbeitsschritte gekennzeichnet und ist in den nächsten Jahren zu automatisieren. Dazu wird die konsequent datenbankgestützte Auftragsbearbeitung einen wichtigen Beitrag leisten, da erst durch sie alle erforderlichen Informationen für die Steuerung der Bereitstellungsprozesse digital abrufbar werden. 3.2 Kundenorientierung An die Bereitstellung amtlicher Geodaten durch das GeoDatenZentrum wird seitens der Nutzer zu Recht die Erwartung von Service und Flexibilität geknüpft. Seit 1996 wurde die Palette der Standardprodukte deshalb laufend erweitert und in den technischen Details an Nutzeranforderungen angepasst. Für flexible und nutzerspezifische Datenbereitstellungen unterstützt das GeoDatenZentrum darüber hinaus: inhaltliche und räumliche Selektion, nutzerspezifische Georeferenzierungen, eine Vielzahl von Datenaustauschformaten, vollständige Datenabgaben und die Abgabe von Veränderungsinformationen, besondere Aufbereitungen als Sonderleistungen, Hilfsmittel zum Umgang mit den Daten und zur Visualisierung. Die Mitarbeiter des Vertriebs und die Experten des GeoDatenZentrums stehen ferner bei Kundenanfragen gern beratend zur Verfügung. Seite 4

5 3.3 Geodatenmanagement Für die Gesamtsteuerung der Verfahrensabläufe und als Grundlage zur Qualitätssicherung wurde am GDZ ein Geodaten-Managementsystem eingerichtet, das die Steuerung der Bearbeitungsschritte unterstützt, die Ergebnisse der Qualitätskontrollen verwaltet und Auskunft gibt über Dateneingänge, Bearbeitungsstände sowie die Aktualität der Daten. Technologische Basis des Systems ist eine Oracle- Datenbank, eine plattformunabhängige, webbasierte Nutzeroberfläche und batchfähige Routinen zur Auswertung und Aktualisierung der Datenbankinformationen. Für die gesamte Auftragsbearbeitung und Kundenverwaltung entsteht derzeit ein entsprechendes System, das ebenso datenbank- und webbasiert arbeiten wird und die spezifischen Anforderungen der Bereitstellung und Aktualisierung von Geobasisdaten abbildet. Es wird sowohl den Vertriebsmitarbeitern bis zur Vertragsgestaltung und Auftragskontrolle zur Verfügung stehen als auch den technischen Mitarbeitern für die Datenbereitstellung. Bestandteil dieser internen Auftragsbearbeitung wird in einer modularen Softwarearchitektur die Produktauswahlkomponente sein, die auch in der Online-Bestellung Kunden zur Verfügung steht. 3.4 Entwicklungsablauf und Technische Basis Die Entwicklungsarbeiten für das GeoDatenZentrum wurden überwiegend im BKG selbst durchgeführt, da fertige Systemlösungen aufgrund sehr spezifischer Anforderungen nicht am Markt existierten. Nur so war es auch möglich, zeitlich parallel Entwicklung und Datenproduktion in einem notwendig eng verflochtenen Prozess umzusetzen. Für eine Reihe von Teilaspekten hat sich diese Situation aufgrund der allgemeinen GIS- und Internet-Entwicklung in den letzten Jahren durchaus verändert, so dass bestimmte Aufgaben der systemtechnischen Weiterentwicklung künftig durch eine verstärkte Zusammenarbeit mit Technologie-Anbietern aus der Wirtschaft bearbeitet werden und aus Personalgründen auch dringend bearbeitet werden müssen. Technische Basis für Entwicklung und Produktion des GeoDatenZentrums sind zur Zeit hardwareseitig fünf Alpha-Server und acht Workstations (Betriebssystem UNIX True64), ca. 25 Personalcomputer (Betriebssystem Windows), zwei Bandsicherungsarchive mit Terrabyte-Kapazität sowie Plattenspeicher (Storage Area Network) mit einer Kapazität von 6000 Gigabyte. Im Softwarebereich ist vor allem der bereits erwähnte Einsatz des Geoinformationssystems ArcInfo hervorzuheben sowie das Datenbankverwaltungssystem Oracle mit dem Internet Application Server. Die neue Ausrichtung der Fa. ESRI auf das Betriebssystem Windows wird in den nächsten Jahren notwendig eine entsprechende Verlagerung der Hardwarebasis im Client-Bereich nach sich ziehen. Im Server-Bereich wird UNIX auf absehbare Sicht weiterhin eingesetzt werden. Mit der Systemumstellung bei ESRI werden ArcInfo Workstation und die Programmiersprache Arc Macro Language (AML) nicht mehr weiterentwickelt, was eine Reihe von Umstellungs- und Migrationsarbeiten am GDZ zur Folge hat. Die Spatial Database Engine (SDE) und die Geodatabase werden, wie bereits erwähnt, die Ausrichtung auf eine datenbankgestützte Geodatenverwaltung vorrangig bestimmen. Diese bilden auch die geeignete Grundlage für die Anbindung von Internet-Diensten, die auf Basis des Arc Internet Map Servers (ArcIMS) entwickelt werden. Zur Bereitstellung weiterer Datenaustauschformate wird künftig die Feature Manipulation Engine (FME) eingesetzt werden. 4 Stand der Datenaufbereitung Das Basis-DLM liegt seit November 2001 flächendeckend für die Bundesrepublik Deutschland vor. Inhaltlich überwiegt dabei die zweite von insgesamt drei Ausbaustufen. Die blattschnittfreie Aufbereitung ist länderweise vorgenommen worden, da das ATKIS-Konzept bisher keine länderübergreifende Abstimmung in der Zuordnung grenzbildender Objekte vorsieht und auch in den doppelt vorhandenen Grenzobjekten noch Anpassungsprobleme zu verzeichnen sind. Der Datenumfang liegt momentan bei ca. 30 von geschätzten Gigabyte im Endausbau. Es wird in zwei grundsätzlichen Strukturformen ( Kompakt und Ebenen ) sowie in einer Reihe von Datenformaten (Coverage, Export, Shape, EDBS, DXF) komplett oder in beliebigen Selektionen und Georeferenzierungen angeboten. Das DLM250 und DLM1000 sind ebenenstrukturiert abgestimmt mit dem Basis-DLM verfügbar. Das DLM250 besitzt ein Datenvolumen von 2 Gigabyte, das des DLM1000 liegt bei etwa 500 Megabyte. Beide Modelle können ebenso flexibel wie das Basis-DLM abgegeben werden. Im Bereich der Digitalen Geländemodelle bietet das GeoDatenZentrum bisher drei Datensätze an: DGM50- M745, DGM250 und DGM1000. Der Aufbaustand bei den Modellen hoher und mittlerer Qualitätsstufen ist in den Bundesländern sehr unterschiedlich. Ein deutschlandweit einheitlicher Aufbau des DGM25 ist durch die Bundesländer bis Ende 2004 vorgesehen. Die Digitalen Topographischen Karten sind bis auf wenige, bisher nicht gelieferte Kartenblätter DTK25 im Berliner Raum flächendeckend in allen Maßstäben einheitlich aufbereitet verfügbar. Sie liegen als Summenlayer mit dem farbcodierten Kartenbild und als Einzellayer gegliedert nach Inhaltsschichten (Siedlung und Verkehr, Gewässer, Vegetation, Relief u.a.) vor. Sie werden als Einzelkartenblätter oder blattschnittfreie Aufbereitungen im Gauß-Krüger- und UTM-Koordinatenreferenzsystem als TIFF-Dateien oder auch in anderen Formaten bereitgestellt. Seite 5

6 Die Verwaltungsgrenzen stehen in zwei Generalisierungsstufen zur Verfügung: VG250 mit einer Linienglättung von +/- 30 m und VG1000 mit einer Linienglättung von etwa +/- 150 m. Sie wurden aus sehr unterschiedlichem Ausgangsmaterial der Bundesländer abgeleitet und seit 1995 jährlich aktualisiert. Wie die DLM werden sie in einer Spezifikation Kompakt (mit redundanzfreier Geometrie) und nach Ebenen gegliedert (hier Gemeinde, Amt, Kreis, Regierungsbezirk, Bundesland) in beliebiger Georeferenzierung und in verschiedenen Formaten angeboten. Die Geographischen Namen enthalten in den Spezifikationen GN250 etwa und GN1000 etwa Einträge. Sie stehen gleichfalls in verschiedenen Formaten und Georeferenzierungen zur Verfügung. Einen ausführlicheren Überblick über die Datenangebote bietet das Internet unter mit dem Metainformationssystem und Testdaten sowie Dokumentationen aller Produkte. 5 Aktualisierung der Geobasisdaten Nach einer Phase der Erstübernahme von Daten der Bundesländer wurde 1999 eine Bund-Länder-Vereinbarung abgeschlossen, die eine jährliche Aktualisierung der Bestände des GeoDatenZentrums vorsieht und eine kostenfreie Abgabe der Daten an Bundeseinrichtungen regelt [BMI 1999]. Bei einem zugrundegelegten Gesamtzyklus von fünf Jahren für die Überarbeitung aller Daten, ist somit jährlich am GeoDatenZentrum die Aufbereitung und der Austausch eines Fünftels der Daten durchzuführen. Zunächst wurde diese Vereinbarung ebenfalls für fünf Jahre festgeschrieben. Auf ihrer Grundlage ist seit 2000 die jährliche Aktualisierung angelaufen, die auch zunächst je Produkt und Bundesland genau einmal jährlich auf Anforderung des BKG durchgeführt wurde. Eine Aktualisierung von landesweiten Datensätzen kann dabei durch einen kompletten Austausch oder durch Einarbeitung der reinen Veränderungen erfolgen. Nach der Überwindung von Startschwierigkeiten erhält das BKG die DTK heute ausschließlich als Veränderungsinformationen, d. h. es werden in diesem Fall nur die aktualisierten Kartenblätter geliefert, was den Bearbeitungsaufwand deutlich reduziert. Das ATKIS-Konzept sieht ein inkrementelles Updateverfahren auch für das Basis-DLM vor. Es ist insbesondere die Voraussetzung dafür, dass auch das GeoDaten- Zentrum reine Veränderungen des Basis-DLM an seine Nutzer weitergereicht werden kann. Ein Effizienzgewinn im Prozess der Datenübernahme ist dagegen nicht zu erwarten, da die dynamischen Veränderungen in den Objektstrukturen im Gegenteil zeitaufwändig sind. Erst das weiter entwickelte ATKIS-Konzept [ADV 2002b] und die Schnittstelle NAS werden jedoch echte Fortführungsinformationen liefern ohne den Objektzusammenhang zu verlieren, was jetzt leider noch der Fall ist. Dies soll ab 2005 verwirklicht werden, wobei wiederum eine schrittweise, zeitlich versetzte Umsetzung in den einzelnen Bundesländern zu erwarten ist. Um dennoch eine geschlossene Umstellung auf das neue Datenmodell am GDZ zu erreichen, werden Konzepte und Entwicklungen verfolgt, um sowohl alte als auch neue Updateinformationen in den Datenbestand am BKG überführen zu können. Von größerer Bedeutung für die Nutzer ist derzeit allerdings die Vollständigkeit der Daten und ihre Aktualität. In beiden Bereichen gibt es Handlungsbedarf. Einerseits muss die dritte und letzte Aufbaustufe des Basis-DLM dringend durch die Bundesländer abgeschlossen werden. Andererseits müssen die Aktualisierungszyklen am GDZ weiter verkürzt werden. Deshalb soll bereits jetzt von der jährlichen zu einer laufenden Aktualisierung übergegangen werden. Eine entsprechende Aufforderung ist an die Bundesländer gerichtet worden, die hierfür ebenso wie am GDZ die organisatorischen und technischen Voraussetzungen schaffen müssen. Im Rahmen der Datenlieferung auf Datenträger werden dennoch in jedem Fall gewisse Zyklen erhalten bleiben. Ein wichtiger Schritt zur Vereinfachung des Datenbezugs und zur Sicherung gleicher Aktualität wird deshalb auch in diesem Bereich der Einsatz von Online-Diensten werden, die grundsätzlicher Gegenstand des nächsten Punktes sind. In der Zusammenarbeit zwischen BKG und Bundesländern ist die Einrichtung eines geschützten Datennetzes unumgänglich, das den direkten Online-Austausch von Daten erlaubt und die sofortige Lieferung auch einzelner Datensätze effizient unterstützt. Auch andere Kommunikationsaufgaben unter den Ländern werden durch ein solches Netz vereinfacht werden. 6 Online-Dienste Die Online-Dienste und Informationsangebote des Geo- DatenZentrums können alle über das Internet genutzt werden. Heute zählen dazu insbesondere der Internetauftritt des GeoDatenZentrums das Metainformationssystem der AdV unter gleicher Adresse, die Produktpräsentation sowie die technische Betreuung der Präsentationen und Der ständig in Weiterentwicklung befindliche Internetauftritt des GDZ enthält Informationen in der ganzen Spannweite von einer Einführung in die Thematik Geodaten über neue Angebote und Testdaten bis hin zu Hilfsmitteln, Übersichten, Dokumentationen sowie Bestellhinweisen und Ansprechpartnern. Auskunft über die Verfügbarkeit und Qualität von Daten, über technische Parameter, Preise und Bezugsbedingungen gibt das Metainformationssystem der AdV (AdV- MIS) für alle Geobasisdaten des GDZ und der Landes- Seite 6

7 vermessungseinrichtungen. Auf der Basis einer zentral am GDZ geführten Oracle-Datenbank verfügen alle Datenanbieter über die Möglichkeit der direkten Online- Fortführung. Die Fortführungsergebnisse stehen ohne zeitliche Verzögerung im Internet zur Verfügung. Das zweisprachige AdV-MIS (Deutsch und Englisch) basiert konzeptionell auf der europäischen CEN-Norm [CEN 1998] und wird Ende 2002 auf die ISO-Norm [ISO 2001c] umgestellt werden. In der Nutzeroberfläche wird diese Umstellung nur geringe Auswirkungen zeigen. Veränderungen ergeben sich vor allem in der internen Datenstruktur. Damit verbunden ist ein künftiger Ex- und Import von Metadaten in einem durch die ISO-Norm definierten Datenaustauschformat, um Begleitinformationen für Daten zu generieren und die Verbindung zu Fremdsystemen zu unterstützen. Andere geplante Weiterentwicklungen des AdV-MIS betreffen die Recherche von Geodaten, die Erläuterung von Fachbegriffen und Metadatenelementen sowie Layout- Verbesserungen. Der interaktive Zugriff auf das AdV-MIS wird seit kurzem durch einen Catalog Service ergänzt, der die Daten für Internet-Anfragen digital recherchierbar und auswertbar bereit stellt. Dieser Dienst wurde im Rahmen des Projektes geomis.bund, einem Broker-Metainformationssystem, des Interministeriellen Ausschusses für Geowesen (IMAGI) installiert (siehe Auf der CeBIT 2002 wurde mit Erfolg die Basisversion eines Bestell- und Vertriebssystems für das GDZ präsentiert, das demnächst im Internet zur Verfügung stehen wird. Der Online-Vertrieb wird Einrichtungen des Bundes und anderen registrierten Nutzern einen direkten Datenbezug per Internet ermöglichen, sofern das Datenvolumen dies zulässt. Insbesondere die partielle Aktualisierung von Daten wird so zeitnah und effizient unterstützt werden. Als eine Variante des Systems wird die Online-Bestellung eine spezifische Produktauswahl erlauben, an die sich eine konventionelle Vertragsbildung und eine Bereitstellung der Daten auf Datenträger (CD-ROM, DVD,...) anschließen. In beiden Systemen wird der Nutzer durch eine flexibel bedienbare Internet-Oberfläche geführt, in der alle Informationen zur Auswahl der Geodaten abgefragt werden. Hierzu zählen die Auswahl des Produktes, des räumlichen Gebietes, des Koordinaten-Referenzsystems, des Datenformates und weiterer technischer Parameter. Eine Variante der Internetoberfläche (ohne graphische Gebietsauswahl) ist rein HTML-basiert und stellt damit keinerlei Anforderungen an den Client. Die graphische Gebietsauswahl basiert auf dem Arc Internet Map Server (ArcIMS) und erfordert clientseitig den Einsatz von Java. Mit der Entwicklung des Online-Vertriebs verbunden ist zugleich die technologische Einführung von Web Map Servern, deren Clients Internet-Browser, OGC 1-1 Open GIS Consortium Organisation, die die Entwicklung interoperabler GIS-Anwendungen fördert konforme GIS-Komponenten oder GIS-Produkte der Fa. ESRI sein können. Damit werden Geodaten online in eigene lokale Anwendungen integrierbar, ohne die Daten lokal besitzen zu müssen. Am GeoDatenZentrum wird diese Entwicklung mit Nachdruck weiter verfolgt. 7 Geodateninfrastruktur Deutschlands In aktuellen Betrachtungen zur Entwicklung von Infrastrukturelementen für die effiziente Verbreitung und Anwendung von Geodaten werden folgende Schwerpunkte gesetzt [GSDI 2001]: a) standardisierte, kompatible Geodaten, b) standardisierte Metadaten, c) Katalog-Dienste zur Veröffentlichung und Recherche von Metadaten, d) Online-Dienste zur Präsentation von Daten und für den direkten Zugriff auf Daten, e) Offline-Dienste für eine flexible, nutzerspezifische Datenbereitstellung, f) Geoprocessing Services (z.b. Transformation, Ana- lyse, Datenintegration,...). Mit dem GeoDatenZentrum werden für das amtliche Vermessungswesen im Rahmen deutschlandweiter Datenabgaben die Punkte a), b) c) und e) erfolgreich unterstützt. Das bald verfügbare Bestell- und Vertriebssystem sowie die Web Map Services sind die Kernelemente von Punkt d). Die Basistechnologie für Geoprocessing Services wird durch die GIS-Industrie zurzeit noch entwickelt. Schon heute berücksichtigen die Entwickler des GeoDatenZentrums auch den Einsatz dieser Dienste, die neben einer großen Relevanz für Nutzer auch interne Verfahrensabläufe effektivieren werden. Literatur AdV 2001: Dokumentation zur Systematik und Benennung von geotopographischen Produkten. Dokument des Arbeitskreises Geotopographie der AdV, AdV 2002a: Technisches Regelwerk für den Datenaustausch von Rasterdaten der Topographischen Karten, Version 1.3. Dokument des Arbeitskreises Geotopographie der AdV, AdV 2002b: Dokumentation zur Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens (GeoInfoDok). Dokument der AdV, BKG 2002: Qualitätsprüfung der Daten des ATKIS Basis-DLM am BKG Übersicht und Beschreibung der Prüfkriterien. Dokument des BKG, BMI 1999: Bund-Länder-Vereinbarung. Seite 7

8 CEN 1998: Final Draft prenv : 1998 Geographic Information - Data Description - Metadata. Endrullis, M., Hoppe, A., Reinhold, K. und Wilski, I. 1995: Sammlung und Zusammenführung von Verwaltungsgrenzen-Datensätzen der Bundesrepublik Deutschland. In: Kartographische Nachrichten, Kirschbaum Verlag, Heft 5/1995, S GSDI 2001: The SDI Cookbook, Version 1.1. Global Spatial Data Infrastructure, Harbeck, R. 2000: Das topographische Geoinformationssystem ATKIS Stand und Entwicklung aus Sicht der AdV. Verlag Konrad Wittwer, DVW Band 39, S ISO 2001a: Draft International Standard ISO/DIS Geographic information Spatial schema, ISO/TC 211. ISO 2001b: Draft International Standard ISO/DIS Geographic information Quality evaluation procedures, ISO/TC 211. ISO 2001c: Draft International Standard ISO/DIS Geographic information Metadata, ISO/TC 211. Anschrift des Autors: Dr. Manfred Endrullis Bundesamt für Kartographie und Geodäsie GeoDatenZentrum Karl-Rothe-Straße Leipzig Tel.: Fax: endrullis@leipzig.ifag.de Seite 8