Transcript BITKOM

OGC / ISO - konformes
Datenmanagement
RR z.A. Dipl.-Ing. Mathias Thelker
Dezernat Geoinformatik, II 1 (3)
Amt für Geoinformationswesen der Bundeswehr
Amt für das Geoinformationswesen der Bundeswehr
Dezernat Geoinformatik, II 1 (3)
RR z.A. Thelker
Grundsätze
 „OGC konforme Datenhaltung“
• Umstellung der Datenhaltung (ausschließlich) auf Normen und
Standards
• Verzicht auf proprietäre Funktionalitäten
• Ausschließliche Nutzung der allgemeinen Funktionen „jeder“
Datenbank
• Standardkonforme Schnittstellen
 SOA (Service Orientierte Architektur)
• Wiederverwendbarkeit
• Modularer Aufbau => einfacher Austausch von Komponenten
• Unterstützung jeder Applikation/jedes Systems, das standardisierte
Schnittstellen (z. B. OGC) verwendet.
16.07.2015
„Trends und Perspektiven des Geoinformationswesens“
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Forderungen
 (Einige) Forderungen an den GeoInfoDBw in der
Zukunft
o Unterstützung der Eingreif-, Stabilisierungs- und
Unterstützungskräfte
o Unterstützung von Führungsfähigkeiten
o Unterstützung von Waffensystemen
o Unterstützung von Simulationssystemen
o Unterstützung der Nachrichtendienste
o Unterstützung zur NetOpFü / Joint Operations / NATO
o Unterstützung der Entscheidungsprozesse im Bereich der über
sicherheitspolitsche Interessengebiete der Bundesrepublik
Deutschland
o Zusammenarbeit mit zivilen Organisationen
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Deckung der Forderungen
 Deckung der Forderungen durch Schaffung von
Kernfähigkeiten/-eigenschaften
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Interoperabilität
Standardisierung
Produktneutralität
Firmenneutralität
Qualitätssicherung
Online-Versorgung
„Geoinformation aus einer Hand“
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1 - Interoperabilität
 Interoperabilität
• Vielzahl von proprietären Anwendungen im GeoInfoDBw
o
o
o
o
Erschwerter Datenaustausch
Erschwerte Kommunikation insgesamt
Schulungsaufwand
Wartungskosten
• Datenerfassung, Datenhaltung und Datenabgabe sind so
zu gestalten, dass standardkonforme Prozesse und
Formate genutzt werden, die unabhängig von Systemen
und Software von allen Beteiligten gelesen und
verstanden werden.
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2 - Standardisierung
 Standardisierung
• Die Abgabe von Geoinformationen erfolgt in
standardisierten Formaten über standardisierte
Schnittstellen.
o
o
o
o
GML
CityGML
OGC Services und Formate (WFS-T, WMS, WCS, SLD, SE…)
...
• Keine “Firmenstandards”
o Ein Word-Dokument als .doc ist kein Standard.
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3/4 – Produkt- und Firmenneutralität
 Produktneutralität
• GeoInfo-Daten
o unabhängig von Produkten modelliert und erfasst.
o erfüllen alle Bedarfsforderungen,
o werden aber nicht auf ein bestimmtes Produkt oder System in ihrer
Struktur oder ihren Formaten beschränkt.
 Firmenneutraliät
• Die Erfassung, Verwaltung und Bereitstellung von Daten des
GeoInfoDBw wird nicht durch Spezifikationen oder Forderungen von
Systemen limitiert oder reglementiert.
• Modelle bestimmen die Systeme/Arbeitsabläufe in
o Komplexität
o Offenheit bzw. Verfügbarkeit
o Schnittstellen
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Open source vs. Commercial of the shelf?
 Open Source Software (OSS) = COTS Software
• Im Gegensatz zu CFI ( Customer Furnished Items) =
Eigenentwicklung
• Of the shelf = Serienproduktion
o Open Office, Firefox
• Commercial =
o Lizenz System für OSS verfügbar/z. T. notwendig
o (Open Office = SUN Star Office)
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5/6 – Qualitätssicherung / OnlineVersorgung
 Qualitätssicherung
• Anwendung eines digital gespeicherten und verwalteten
Regelwerks, dass die Konsistenz, das Befolgen von
Regeln und die Einhaltung von Spezifikationen
automatisiert prüft.
 Online-Versorgung
• Alle Schnittstellen nach außen müssen standardkonform
sein
• Jede Anwendung von außen, die Standards unterstützt,
muss (technischen) Zugang erhalten
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7 – Geoinformationen aus einer Hand
 Geoinformationen aus einer Hand
• unabhängig von
o der Datenart,
o der Datenstruktur und
o den Datenformaten
• werden alle Geoinformationen zur Verfügung stellt.
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GeoInfo-Datenbasis Bw
 GeoInfo-Datenbasis (GeoInfo-Daten)
o standardisiert, OGC/ISO konform
o produktneutral, firmenunabhängig
 GeoInfo-Quelldatenbasis (GeoInfo-Quelldaten)
o standardisiert, OGC/ISO konform
o Originär, nicht qualitätsgesichert
 Datenbasis Dokumente (Vorschriften, Anweisungen etc.)
o standardisiert, OGC/ISO konform
o maschineninterpretierbar (XML), automatisiert nutzbar
 Metadaten-Datenbasis (Metadaten)
o standardisiert, OGC/ISO konform
o Datenbasis-übergreifend
 GeoInfo-Produktdatenbasis Bw (Produkte)
o online und offline Versorgung
o standardisierte Formate, OGC Services
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GeoInfo-Datenbasis
 Gesamtheit aller GeoInfo-Daten
• GeoInfo-Daten = qualitätsgesicherte Geoinformationen
• Vektordaten
o 2D, 3D
• Höhendaten
o DHMBw
• Bilddaten
o 2D, 3D
• Textinformationen
o Z. B. Landeskundliche Informationen
• Alphanumerische Daten
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GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung
 Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung
 Datenhaltung
• Vollständige Modellierung von XML/GML-Objektstrukturen
o Einschließlich Vererbung, Assoziationen und Aufzählungstypen
• Offene Zugriffsarchitekturen über API, SQL und OWS
• Vollständiger Zugriff von Fremdsystemen inklusive Fortführung
• Speicherung der Daten in den originären CRS
o Ableitung von EPSG Parameter bei Abgabe
• Abgabe von Daten in normierten Formaten (GML, KML etc.)
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GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung
Daten.xml
•
•
•
•
SAX
DOM
XQuery
...
Schema.xsd
XML-API
GML-DB Oracle,PG,MySQL,...
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GeoInfo-Datenbasis Versionierung
 Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung
 Versionierung/Historisierung
• Auf Grundlage ISO 19108 (Zeit als absolute und topologische
Größe)
• Vollhistorie
• Jede Einzeländerung wird versioniert und kann wiederhergestellt
werden
• Objekt-Historien werden mit Standard-SQL Operationen abgebildet
• Objekte existieren in Versionen mit Lebenszeitintervall.
• Datenbank- und Objektzustände können nach jedem Zeitpunkt
abgefragt werden
• Jede Fortführung (auch von Fremdsystemen) führt zu einer
Versionierung
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GeoInfo-Datenbasis Versionierung
Objekt 3
Objekt 1
GML-ID
GML-ID
Objekt 2
Version 1
Attribute
Relationen
LZI:
B: 10.02.2002:10:15:33
E: 15.05.2007:12:33:21
GML-ID
Version 1
Attribute
Version 1
Relationen
Attribute
Relationen
LZI:
B: 15.05.2007:12:33:21
Version 2
LZI:
B: 10.02.2002:10:15:33
E: 15.05.2007:12:33:21
Version 2
Attribute
Attribute
Relationen
Relationen
LZI:
B: 15.05.2007:12:33:21
Relation in bevorzugter Richtung
LZI:
B: 15.05.2007:12:33:21
inverse Relation / Gegenrelation
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GeoInfo-Datenbasis Zugriffskontrolle
 Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung
 Zugriffskontrolle
• XACML/GeoXACML
o XML-basierte Sprache zur Beschreibung von Zugriffsrechten für
Daten und Dienste.
o Aktuelle Version 2.0 vom Normierungsgremium der OASIS
verabschiedet.
o Version 3.0 in Vorbereitung.
o GeoXACML: Erweiterung für räumliche Eigenschaften.
o Zustand Draft in der OGC.
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Semantisches Geoinformationsmodell
 Semantisches Modell als Metamodell
• Einsatz von semantischen Regeln
• Taxonomien, Synonyme
• Realweltobjekte unabhängig von Modellierung in den
Datenmodellen
• Einsatz von Ontologien
• Status:
o „Nice To Have“
o Mittelfristige Anstrengungen
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Kleines Schema
Offene Diensteschicht
(OGC Service Layer)
Anwendungsschicht
(Application Layer)
Datenbasismanagementsystem DBM
Data Warehouse
Transkriptor
Transkriptor
PostgreSQL
Transkriptor Transkriptor
FLDB
AGI
MLU
ArcSDE
OracleDB
Shape
Offene Datenbasis
(Standardkonform)
Transkriptor
Geomedia
Warehouse
DHM
Bw
PUDEL
„Proprietäre“ Datenbasis
KuBs
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Datenbasis Dokumente – Strukturinformationen
 Datenbasis Dokumente – Strukturinformationen
• alle Informationen, Spezifikationen, Vorschriften, die die Geodaten
selbst, ihre Erfassung, ihre Verwaltung und Speicherung sowie ihre
Abgabe regeln
o Z. B.: Objektartenkatalog, Erfassungsanweisung, Produktspezifikationen
• Die Verwaltung soll in einer einfachen, qualitätsgesicherten,
nachhaltigen und neutralen Weise geschehen:
o Einfach
– Nutzer ohne längere Schulung den Zugang zu gewährleisten
o Qualitätsgesichert
o Konsistenz
– Vollständigkeit
– Richtigkeit
o Nachhaltig
– Informationen wieder verwendbar
o Neutral
– Speicherung und Verwaltung nicht proprietär
– Unterstützung von proprietären Systemen, die entsprechende offene
Standards und Schnittstellen unterstützen
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Datenbasis Dokumente – Registries
 Datenbasis Dokumente – Registries
• Registries als Grundlage der Datenbasis Dokumente im AGeoBw
• Grundpfeiler für die NEC und damit auch für die NetOpFü.
o The paradigm shift to replace textual information with models of the real
world, gives an ability to communicate between humans instead of a
mass amount of written text. [NATO Architecture Framework v.3]
• strukturieren Textinformationen zur rechnergestützten Erfassung,
Verwaltung und Abgabe sowie zur automatischen Analyse.
• verwalten Register, Container für Informationen, die historisiert und
versioniert werden.
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Datenbasis Dokumente – Registries (1)
 Registry für Objektarten (GeoInfoReg)
• Strukturinformationen zur Modellierung, Erfassung und Verwaltung
von Geodaten (Vektordaten)
 Registry für die GeoInfo-Kartenproduktion (GeoInfoKaPReg)
• verwaltet alle Parameter (Symbole und Symbolisierungsparameter
etc.), die zur Herstellung von digitalen und analogen Karten und
Präsentationen notwendig sind.
 Registry für die GeoInfo- Webdarstellung (GeoInfoWebReg)
• verwaltet alle Parameter (Symbole und Symbolisierungsparameter
etc.), die zur Herstellung von digitalen Präsentationen im Netz
notwendig sind
 Registry für die GeoInfo- Koordinatenreferenzsysteme
(GeoInfoKoordReg)
• alle Informationen, die für die Beschreibung einer Position und die für
die Transformation von Systemen notwendig sind.
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Datenbasis Dokumente – Registries (2)
 Registry für die GeoInfo- Produktspezifikationen und
Konfigurationen (GeoInfoPSKReg)
• verwaltet Produktspezifikationen und Konfigurationen.
 Registry für die GeoInfo-Metadatenspezifikationen
(GeoInfoMDReg)
• verwaltet alle Spezifikationen, die zur Erfassung, Verwaltung und
Abgabe von Metadaten notwendig sind.
 Registry für die GeoInfo-Nutzer- und Rollenkonzepte
(GeoInfoAutReg)
• verwaltet alle Nutzer und ihre Rollen.
 Registry für die GeoInfo-Terminologie (AGeoTermReg)
• verwaltet alle im GeoInfoDBw verwendeten Terminologien in
mehreren Sprachen.
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Datenbasis Dokumente – Registries (3)
 Registry für die GeoInfo- Standards und Normen
(GeoInfoNormReg)
• Die GeoInfoNormReg verwaltet alle Standards (z. B. ISO, NATO
etc.) die im GeoInfoDBw Anwendung finden.
 Registry für die GeoInfo- Namensräume und
Registrierungen (GeoInfoNR2Reg)
• verwaltet die Namensräume, ihre Strukturen und die Registrierung
aller GeoInfo-Daten.
 Registry für GeoInfo-Daten- und Informationsquellen
(GeoInfoQuellenReg)
• Verwaltet Quellen, Kontakte und Ressourcen
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GeoInfoReg
 Beispiel: GeoInfoReg
• 9 Register:
o
o
o
o
o
o
o
o
o
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GeoInfoBBR – Begriffebeschreibungsregister
GeoInfoSpR – Sprachregister
GeoInfoDTR – Datentypenregister
GeoInfoMER – Maßeinheitenregister
GeoInfoMoR – Modellregister
GeoInfoKR – Katalogregister
GeoInfoImR – Implementierungsregister
GeoInfoEAR – Erfassungsanweisungsregister
GeoInfoPSR – Produkt- und Schemaregister
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GeoInfoSpR
(Sprache)
GeoInfoMoR
(Modell)
GeoInfoKR
(Kataloge)
Zusammenspiel der Register der GeoInfoReg
GeoInfoBBR
(Begriffe)
Objekt
Objekt
Objekt
Objektbegriff
Objekt
Attribut
Attribut
Attribut
Attribut
Attributbegriff
Einheit
Einheit
Einheit
Typ
TypTyp
OK
GeoInfoMER
(Maßeinheiten)
GeoInfoDTR
(Datentypen)
GeoInfoEAR
(Erfassungsanw.)
GeoInfoImR
(Schemata)
Schema
bestimmt das
DatEP
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Erfassungsanweisung
Erfasser
GeoInfoPSR
(Produktspez.)
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Neue Entwicklungen
 Register Markup Language (RegML)
• Entwicklung einer XML Spezifikation: RegML
o Spezifizieren von Register Struktur
o Austausch von Register Strukturen
o Austausch von Register Inhalten
• Projekt der DGIWG unter USA und DEU Führung
• DEU entwickelt für die DGIWG ein Register Management
Tool zur konsistenten Verwaltung von Registern und
deren Austausch
• Definition aller Prozesse um Register Verwaltung
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Zusammenfassung/Ausblick
 Zusammenfassung Ausblick
• Weiterentwicklung der GeoInfo-Datenbasis Bw mit
Fokus auf
o
o
o
o
Standard-/Normkonformität
Firmenunabhängigkeit (Modularität)
Entwicklung von maschinenlesbaren Informationsstrukturen
Online Versorgung
• Architektur für Daten und Dienste in Vorbereitung
o Umfassende Darstellung der Architektur
16.07.2015
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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
RR z.A. Dipl.-Ing. Mathias Thelker
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Tel: +49 (0) 2251 953 4333
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