Seite 2: Beispiele und Infrastruktur

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Beispiele und Anwendungsgebiete

Interoperabilität und die Nutzung offener Standards zwischen den Komponenten eines hauseigenen GIS ist natürlich gut, da sie den Ausbau und Austausch einzelner Elemente erlauben. So richtig ausspielen können die OWS ihre Vorteile aber im größeren Zusammenspiel. Ein Desktop GIS oder Google Earth braucht etwa nichts weiter als die URL eines WMS-Dienstes, um dessen Feed entgegenzunehmen. Ein Paradebeispiel für Integration sind die so genannten Mashups, in denen Dienste und Daten zu einer neuen Anwendung zusammengepuzzelt werden. Oft ist das ohne allzu großen Entwicklungsaufwand möglich. Im Browser laufende Mapping-Frameworks wie OpenLayers erfordern nur ein Minimum an Konfiguration, um weitere WMS- oder WFS-Dienste als neue Ebenen hinzuzufügen.

Aufgrund der vielfältigen Möglichkeiten schießen Mashups wie Pilze aus dem Boden. Die Einbettung von Business-Intelligence-Techniken und -Tools in Geosysteme und mobile Anwendungen ist hierbei besonders beliebt. Letztere nutzen immer öfter die aktuelle Position des Besitzers, zum Beispiel für soziale Anwendungen wie Foursquare oder Theodolite als Vertreter der Kategorie Augmented Reality (erweiterte Realität).

Weil viele Dienste frei zugänglich sind und dank Open Data mehr und mehr Daten zur Verfügung stehen, kommen neue Mashups oft schnell zustande. Im Zusammenhang mit Crowdsourcing ist das eine sogar noch schlagkräftigere Kombination. Nach dem Erdbeben im neuseeländischen Christchurch stampften Freiwillige eine Geoanwendung aus dem Boden, die Versorgungspunkte für Wasser und sichere beziehungsweise gefährdete Bereiche auswies. Sie nutzte dafür Feedback betroffener Anwohnern und war damit viel schneller und aktueller, als die offiziellen Behörden es sein konnten. Somit entwickelte sich die Anwendung schnell zum De-facto-Standard für alle Betroffenen im Katastrophengebiet.

Infrastruktur der Geodaten

Ein aus lose gekoppelten und wiederverwendbaren Diensten bestehendes GIS zu nutzen hat offensichtliche Vorteile. Eine ganz andere Variante, existierende Geodienste zu verbinden, ist die Geodateninfrastruktur (GDI). Sie ist ein Geflecht aus verteilten Geodiensten, Geodaten und zugehörigen Prozessen. Eine GDI lässt sich einfach als die Erweiterung des Internet um die Unterstützung für Geodaten betrachten. Sie bietet eine verteilte Umgebung, in der Nutzer nach Geodaten suchen und sie aus einer breiten Palette von Anbietern beziehen können. Die drei Schlüsselkomponenten in einer GDI sind

• Anbieter von Geodaten
• Nutzer von Geodaten
• Verzeichnis von Geodaten.

Aufgrund der Komplexität werden GDIs oft auf nationaler Ebene implementiert. Zusätzlich zu den technischen Aspekten decken ihre Prozesse dann auch noch rechtliche und organisatorische Bereiche ab. Das ganze Unterfangen steht und fällt offensichtlich mit der Nutzung allgemein anerkannter Standards und Schnittstellen und der damit einhergehenden Interoperabilität. Die oben beschriebenen OGC Web Services sind dafür perfekt geeignet. Diverse Länder auf der ganzen Welt und auch die EU implementieren GDIs, die sich in unterschiedlichen Stadien der Umsetzung befinden. Deutschland ist mit GDI-DE im Rahmen der EU Initiative ESDI (European Spatial Data Infrastructure) dabei.

Vernetzte Geodienste und Zugriff auf eine breite Basis an Geodaten hilft zum Beispiel, im Fall von Naturkatastrophen die richtigen Maßnahmen zu ergreifen oder in den Bereichen Landwirtschaft, Klima, Bergbau und Umweltschutz Entscheidungen zu treffen. Im Unterschied zu traditionellen GIS sind Metadaten in einer GDI von noch größerer Bedeutung: Sie helfen Nutzern, die richtigen Dienste und Datensätze für ihre Zwecke zu finden, was angesichts der Größe und der damit einhergehenden Komplexität einer GDI schwierig sein kann.

Abbildung 2 zeigt die wichtigsten Bausteine einer GDI und ihr Zusammenspiel. Alle drei Kategorien – Nutzer, Kataloge und Anbieter – haben Softwarebestandteile und bilden zusammen mit unterstützenden Prozessen und Standards eine Geodateninfrastruktur:

1. GIS Software: Desktop- oder Web-Clients um Daten zu erstellen, zu verarbeiten oder anzuzeigen
2. Geodatenquelle: zum Beispiel eine Geodatenbank wie PostgreSQL/PostGIS, Oracle Spatial, MS SQL Server Spatial
3. Geodatendienste: Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) und Web Coverage Service (WCS), die Geodaten auf verschiedene Arten über das Internet anbieten
4. Katalogdienst: Web Catalog Service (WCAS) zum Finden, Durchsuchen und Abfragen von Geodatensätzen, Metadaten und Geodiensten
5. Geodatenverarbeitungsdienst: Web Processing Service (WPS) zur Verarbeitung und Analyse von Geodaten über das Internet

Fazit

Die OGC Web Services sind ein gutes Beispiel für relevante Standards, die einen Mehrwert in Anwendungen bringen. Sie sind in einem konsensbasierten Prozess unter Beteiligung einer Vielzahl von Universitäten, Behörden und Unternehmen entstanden. Sie sind anerkannt und werden weltweit in proprietären und Open-Source-Produkten umgesetzt. Damit haben sie einen Umbruch in der Welt der Geoinformationssysteme eingeleitet und die vormals monolithischen Systeme aufgebrochen. Best-of- breed-Systeme sind kein architektonisches Wunschdenken, sondern mehr und mehr Realität. Die OGC Web Services haben sich in der Praxis bewährt. Die ansteigende Zahl an Mashups und Mobil- und Webanwendungen ist Beweis dafür, dass Interoperabilität als Ziel nicht nur eine Worthülse ist.

Allerdings nutzen Produkte unterschiedliche Versionen der Standards und setzen sie unterschiedlich gut um. Während WMS allgegenwärtig ist, ist es um WFS nicht ganz so gut bestellt. Implementierungen kranken an Performanceproblemen und auch Vorwürfe, dass WFS zu akademisch gestaltet ist, sind laut geworden. Auf der Habenseite ist allerdings zu verbuchen, dass sich gemäß Standard alle Produkte nach den von ihnen unterstützten Funktionen befragen lassen. Ein Client kann so zumindest zurückmelden, dass ein Dienstanbieter eine bestimmte Funktion nicht stellt, weil er eine alte Version des Standards implementiert.

Tobias Lütticke

hat die letzten fünf Jahre bei einer neuseeländischen Regierungsbehörde Enterprise-Lösungen entworfen und ihre Implementierung verantwortet. Open-Source- und Geo-Informationssysteme gehören zu seinen Steckenpferden.

Weiterführende Online-Literatur:
Geodateninfrastruktur Deutschland (jul)