Management von Geo- und Standortdaten in Freizeitanlagen mit Oracle-Technologien

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1 Management von Geo- und Standortdaten in Freizeitanlagen mit Oracle-Technologien Dipl.-Inf. Steffen Heuschkel Prof. Dr. Petra Sauer Dipl.-Inf. Frank Herrmann DOAG-Konferenz Nürnberg, November 2010

2 Gliederung Einführung Standortdaten von Objekten im Untersuchungsbereich Anwendungsfälle mit Standortdaten Geo- und Standortdatenerfassung (mit Hilfe von QR-Codes) Potenzial und Grenzen der Nutzung von QR-Codes Erzeugung, Speicherung und Decodierung QR-Code Geo- und Standortdatenvisualisierung (mit Geodaten) Standortdaten auf geografischem Kartenmaterial Routing Erfahrungen und Ausblick DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 2

3 Einführung - Anwendungsbereich Forschungsprojekt zur Entwicklung einer Service-Infrastruktur für Freizeitanlagen der Bildung und Erholung Typen von Freizeitanlagen Parks (mit Gebäuden) Zoologische / Botanische Gärten Museen Ausgewählte Services Informations- und Leitsysteme (für Besucher und Mitarbeiter) Veranstaltungsplanung und -durchführung Raum- und Ressourcenplanung Instandhaltungsmanagement Inventarisierung von Objekten DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 3

4 Einführung - Standortdaten Standortdaten von Objekten im Park Bäume, Baum- und Pflanzengruppen (z.b. Dahlienanlage, Rhododendrenhain, Rosengarten) Gebäude / Gebäudeteile / Plätze / Anlagen Wegekreuzungen, Ein- und Ausgänge, Brücken, Tunnels Objekten in Gebäuden Räume, Raumteile (z.b. Bühne, Tresen, Sitzplatz) Inventarobjekte (Tisch, Stuhl, Ausstattungsobjekt, Fenster, Tür) Bühnen- und Veranstaltungsgegenstände (Fundus) DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 4

5 Einführung - Standortdaten Standortdaten von Mobilen Objekten Inventarobjekte Fundus Immobilen Objekten Bäume, Baum- und Pflanzengruppen Gebäude / Gebäudeteile / Plätze / Anlagen Wegekreuzungen, Ein- und Ausgänge, Brücken, Tunnels Räume, Raumteile (z.b. Bühne, Tresen, Sitzplatz) DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 5

6 Einführung - Standortdaten Standortdaten von mobilen Objekten 68794, Beamer, Optoma, Tagungsraum, Hauptgebäude, An der Wuhlheide 197, Berlin-Köpenick, Berlin, Berlin, Deutschland, Europa Standortdaten von immobilen Objekten 1, Bank, Holz-Gartenbank mit 3 Sitzplätzen, Hauptweg, An der Wuhlheide 25, Berlin-Köpenick, Berlin, Berlin, Deutschland, Europa Typische Bestandteile von Standortdaten Id Name Typ Lokalisierung Hierarchische Nummerierungssysteme Zusätzlich: geodatenbasiert DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 6

7 Typische Datenstrukturen für Standortdaten Hierarchische Identifizierungssysteme Rekursive Beziehungen Hierarchische (oder netzwerkartige), binäre Beziehungen DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 7

8 Standortdatenerfassung und -visualisierung Konventionelle Standortdatenerfassung: Aufwand Fehleranfälligkeit Begrenzte Genauigkeit Viele Daten (redundant) Validität und Vollständigkeit problematisch DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 8

9 Gliederung Geo- und Standortdatenerfassung (mit Hilfe von QR-Codes) Potenzial und Grenzen der Nutzung von QR-Codes Erzeugung QR-Code Speicherung QR-Code als ORD_IMAGE-Objekt Einlesen und Decodieren QR-Code DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 9

10 Potenzial und Grenzen von QR-Codes QR-Code: Quick-Response-Code Zweidimensionaler Code für beliebige Zeichen gut zu verarbeiten mit Standardhardware (Webcam und PC) Technische Information: Speicherkapazität numerisch: 7089 Zeichen Speicherkapazität alphanumerisch: 4296 Zeichen Handhabbarer Code z.b. 4x4cm bis 180 Zeichen DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 10

11 Potenzial und Grenzen von QR-Codes Standortdaten von mobilen Objekten - konventionell (Beamer, Optoma, Tagungsraum, Hauptgebäude, An der Wuhlheide 197, Berlin-Köpenick ) Kombination von Standort- und Sachdaten von mobilen Objekten mit QR-Code Inventarnummer, Beschreibung des Objektes, Hersteller, Standort, Wartungsintervall, Kostenstelle, Ansprechpartner Anschaffungsdatum, (sonstiges: zugeordnete Abteilung) 68794, Beamer, Optoma, Tagungsraum, Hauptgebäude, An der Wuhlheide 197, Berlin-Köpenick, Berlin, Berlin, Deutschland, Europa, Lampenwechsel alle 2000h, 356, Hr. Müller, , 356 DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 11

12 Potenzial und Grenzen von QR-Codes Standortdaten von immobilen Objekten 1 ( Bank, Holz-Gartenbank mit 3 Sitzplätzen, Hauptweg, An der Wuhlheide 25, Berlin-Köpenick ) Kombination von Standort- und Sachdaten von immobilen Objekten mit QR-Code Inventarnummer, Beschreibung des Objektes, Hersteller, Standort, GPS-Koordinate: Breitengrad GPS-Koordinate: Längengrad (GPS-Koordinate: Höhenmeter) 1, Bank, Holz-Gartenbank mit 3 Sitzplätzen, Hauptweg, An der Wuhlheide 197, Berlin-Köpenick, Berlin, Berlin, Deutschland, Europa, , DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 12

13 Erzeugung QR-Code After-Insert / -Update-Trigger / Prozedur Anfrage QR-Code per Webservice über PL/SQL-Package UTL_HTTP Google Chart Tools: BEGIN qry := qry intext; -- append user data to query req := utl_http.begin_request(url, POST', UTL_HTTP.http_version_1_0); UTL_HTTP.set_header(req, 'User-Agent', '...'); - set User Agent UTL_HTTP.set_header(req, 'Content-Type', '...'); UTL_HTTP.set_header(req, 'Content-Length', TO_CHAR(LENGTH(qry))); UTL_HTTP.write_text(req, qry); resp := UTL_HTTP.get_response(req); BEGIN LOOP -- create image and set localdata utl_http.read_raw(resp, buf, 32767); -- read from response bild := to ORDIMAGE.init(); buffer - write to temporary blob END LOOP; END; bild.source.localdata := tempblob; -- set missing properties to the image -- return the image END; DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 13

14 Speicherung QR-Code als ORDIMAGE ORDIMAGE-Objekttyp als Bestandteil der Oracle-DB Viele built-in-funktionen: Bildskalierung Formatkonvertierung Komprimierung Image Watermarking CREATE PROCEDURE save_image(inid IN NUMBER, infilename IN VARCHAR2) as DECLARE img ORDIMAGE; thum ORDIMAGE; BEGIN INSERT INTO gps_images (id, name, image, thumbnail) VALUES (inid, filename, ORDIMAGE.init(), ORDIMAGE.init()) RETURNING image, thumbnail INTO img, thum; img.importfrom('file' 'IMG_DIR', infilename); img.processcopy('maxscale= ', thum); UPDATE gps_images p SET p.image = img, p.thumbnail = thum WHERE id = inid; END; DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 14

15 Scannen und Decodieren QR-Code Standort- und Objekterfassung mit Handy oder Smartphone mit Kamera QR-Code-Reader erforderlich QR-Code-Reader für iphone und diverse Handymodelle verfügbar QR-Code-Reader zum Scannen und Decodieren Decodieren in verschiedenen Formen, u.a.: Text Link SMS Prozedur zum Abgleich von gescannten und gespeicherten Informationen DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 15

16 Scannen und Decodieren QR-Code DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 16

17 Gliederung Geo- und Standortdatenvisualisierung (mit Geodaten) Standortdaten auf geografischem Kartenmaterial Geodaten mit Oracle Locator Karten erstellen mit MapBuilder und MapViewer Standortdatenvisualisierung mit ADF Routing Datengrundlage Oracle Spatial und das Netzwerkmodell ADF und das Netzwerkmodell DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 17

18 Geodaten mit Locator und SDO_Geometry Standortdaten auf geografischem Kartenmaterial Oracle Locator Feature bereits in allen Oracle Datenbankversionen enthalten Speichern von Geodaten als SDO_Geometry Räumlicher Indextyp (R-Tree) Funktionen und Utils für Spatial Joins, Transformationen, Nachbarschaftsanfragen, Distanzberechnungen Objektrelationale Definition von SDO_Geometry: Quelle:Oracle Spatial Developer s Guide DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 18

19 Karten erstellen mit MapBuilder und MapViewer MapBuilder ist das Tool für die grafische Definition der vorliegenden Geodaten verschiedene Styles für Geodaten (z.b. Punkte, Marker, Linien und Polygone für Bäume, Wege, Gebäude und Flächen) Themen fassen gestylte Geodaten einer Tabelle zusammen (z.b. alle öffentlichen Gebäude einer Parkanlage) Aus verschiedenen Themen wird die Basemap erstellt, die Themen liegen wie Folien übereinander MapViewer als J2EE Webanwendung liefert die Bilder und Informationen an die Endanwendung DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 19

20 Standortvisualisierung mit ADF ADF liefert eine Kartenkomponente für die Visualisierung von Sachdaten mit räumlichen Bezug Es besteht die Möglichkeit auf der Karte neben den Sachdaten auch dazugehörende Auswertungen anzuzeigen (Verkäufe je Gebiet, Besucher je Attraktion) Dafür stehen verschiedene Diagrammtypen zur Verfügung (z.b. Balkendiagramm, Farbschemata, Tortendiagramme oder einfache Marker) Kartenkomponente benötigt einen konfigurierten Mapviewer Hinzufügen eines oder mehrerer Datenthemen Darstellung als Popupfenster über der Karte DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 20

21 Standortvisualisierung mit ADF DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 21

22 Datenherkunft und Spatial Netzwerk Routing Datenherkunft im Projekt vom Grünflächenamt Berlin Datentransformation vom Netz 88 in WGS84 notwendig da Oracle das Netz 88 nicht kennt und alle Geodaten in einem einheitlichen Format vorliegen sollten Mittelung der Wege und Berechnung der Kreuzungspunkte Gemittelte Wege und Kreuzungspunkte als Grundlage für Kanten und Knotentabellen des Netzwerkmodells DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 22

23 Datenherkunft und Spatial Netzwerk DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 23

24 Oracle Spatial und das Netzwerkmodell Spatial als Option der Enterprise Edition enthält u.a.: Lineares Referenzsystem, Netzwerkdatenmodell, Topologiedatenmodell, WebFeatureService,... Netzwerkdatenmodell für die Berechnung von Routen Anfahrtsskizzen für Großveranstaltungen Rundgänge für Besucher und Angestellte (über alle Spielplätze, zu allen beschädigten Bäumen) Erreichbarkeit im Netzwerk testen (behindertengerechter Zugang vom Haupteingang zur Parkbahn) DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 24

25 ADF und das Netzwerkmodell Mitgelieferte ADF Kartenkomponente unterstützt von Haus keine Netzwerk- oder Liniendarstellung auf der Karte Lösung: für die eigene Darstellung und Interaktion wurde mit Oracle Maps JavaScript API und ADF eine eigene Lösung entwickelt Vorgehen: Container für Oracle Maps bereitstellen, Einbinden der Oracle MAPS API, intensive Nutzung von JavaScript auf dem Client und Java auf der Serverseite DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 25

26 ADF und das Netzwerkmodell DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 26

27 ADF und das Netzwerkmodell JavaScript aus Java heraus aufrufen: facescontext = FacesContext.getCurrentInstance(); service = Service.getRenderKitService( facescontext, ExtendedRenderKitService.class ); service.addscript(facescontext, "JSFunction()"); JavaScript JDBC FOI laden (dynamische FOI s) var basequery = select geom... // liefert Geodaten und Zusatzinfos auch Koordinate unter Cursor erfragbar var theme = "<themes><theme name='jdbc_theme'><jdbc_query asis='true spatial_column='geometry' jdbc_srid='8307 datasource= fez'>" + basequery + " <hidden_info><field column='node_name' name='node Name /><\/hidden_info>" + "<\/jdbc_query><\/theme><\/themes>"; var themefoi = new MVThemeBasedFOI(themename, theme); DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 27

28 Erfahrung und Ausblick Fazit Prototypische Applikationen und Machbarkeitsstudien Nutzung in verschiedenen Anwendungsfällen Nutzung von QR-Codes mit vielen Vorteilen: Standortdatenerfassung vor Ort reduziert Fehler Erhöhte Genauigkeit durch zusätzliche Geodaten Indoor und Outdoor nutzbar Visualisierung von Standortdaten auf Kartenmaterial einfach realisierbar und bietet viele Anwendungsmöglichkeiten ADF sehr mächtig aber abseits vom Standard sehr Komplex erfordert es einen hohen Einarbeitungsaufwand Oracle Maps API sehr umfangreich und gut Dokumentiert DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 28

29 Dokumentationen Oracle Datenbank Oracle Fusion Middleware (JDeveloper) Geodaten Weitere (Google Charts) (QR-Code Bibliothek) DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 29

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! BAER2FIT Projekt der Beuth-Hochschule für Technik Berlin Luxemburger Str Berlin Web: Mail: Mail: Mail: DOAG-Konferenz Nürnberg 2010 Heuschkel / Sauer / Herrmann 30