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Über das Potenzial und die Grenzen der semantischen Interoperabilität von Geodaten

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Über das Potenzial und die Grenzen der semantischen Interoperabilität von Geodaten

Peter Staub (Broschiert, Deutsch)

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Beschreibung

Die Interoperabilität ist ein zentrales Konzept beim Umgang mit räumlichen Daten. Bestehende Geodaten werden in unterschiedlichen, verteilten Systemen erfasst, analysiert und verwaltet. Es ist nicht sinnvoll, für jede Anwendung neue Daten zu erfassen, vielmehr sollen bestehende Datensätze gemeinsam genutzt werden können. Das Bedürfnis, heterogene, verteilte Daten nutzen zu können, manifestiert sich aktuell insbesondere bei Entwicklungen von Geodaten-Infrastrukturen (GDI) und Geo-Portalen im Internet. Aus der gemeinsamen Nutzung heterogener Daten im Kontext von grenzübergreifenden GDI können neue Erkenntnisse gewonnen werden und es entsteht ein Mehrwert. Mit Methoden der Interoperabilität kann diese gemeinsame Nutzung ermöglicht werden. Dabei bestehen unterschiedliche Ansätze, die teilweise aufeinander aufbauen. Die Bandbreite geht vom dateibasierten Datenaustausch über die Nutzung angebotener Daten in einem Standard-Transferformat mittels Geo-Webservices bis hin zum modellbasierten Datenaustausch mittels konzeptionellen Datenmodellen und automatisch daraus abgeleiteten Transferformaten. Die Verwendung von Standard-Transferformaten und Protokollen zur Service-Nutzung bietet allerdings nur für einen Aspekt der Problematik der Interoperabilität eine Lösung. Damit aber das volle Potenzial der gemeinsamen Nutzung verteilter Geodaten ausgeschöpft werden kann, muss die zu den gewünschten Daten gehörende Modellinformation zugänglich sein. Die vorliegende Dissertation liefert einen Beitrag zur Realisierung von semantischer Interoperabilität zur gemeinsamen Nutzung verteilter, heterogener Geodaten. Im Rahmen einer Prototyp-Anwendung und ausgehend von praktischen Transformations-Beispielen werden das Potenzial und die Grenzen der Methode abgeschätzt. Aktuelle Entwicklungen im Bereich der GDI fordern neben der syntaktischen Interoperabilität zum Datenaustausch auch semantische Interoperabilität. Dabei sollen Datenbestände in die GDI integriert werden, was einen Strukturumbau auf Modellebene erfordert. Aus der Sicht der Datennutzung müssen also folgende Voraussetzungen geschaffen werden: Datenmodellierung mit klar definierten konzeptionellen Schemasprachen, semantische Modelltransformationen auf konzeptionellem Niveau mit automatischer Datentransformation, eindeutige Kodierungsregeln sowie Standard-Schnittstellen oder Services zum Datenaustausch. Das Fundament dazu wird durch geeignete Normen und Standards gebildet. Der entwickelte Lösungsansatz realisiert einen modellbasierten Web Feature Service mit semantischer Transformation. Diese Kombination stellt ein Alleinstellungsmerkmal der Arbeit dar. Das Konzept und die Umsetzung basieren auf drei Hauptkomponenten: - Erweiterung des OGC WFS-Kommunikationsprotokolls, um Modellinformationen zu transferieren und semantische Modelltransformationen auszuführen. - Entwicklung der konzeptionellen Sprache UMLT zur Definition von Abbildungsregeln in Transformationsmodellen. - Umsetzung des Konzepts in einem funktionstüchtigen Prototyp; Anwendung der Modelltransformation zur gemeinsamen Nutzung von Geodaten in der Bodenseeregion. Mit diesem Ansatz wird semantische Interoperabilität bei gleichzeitiger Nutzung etablierter Methoden zum Datenaustausch realisiert. Die Bewertung der Ergebnisse zeigt, dass eine Lösung für die Realisierung von Interoperabilität für GDI entstanden ist, die gegenüber Format- oder Schema-basierten Ansätzen Vorteile aufweist. Allerdings müssen die oben erwähnten Voraussetzungen gegeben sein, damit semantische Interoperabilität möglich ist. Die Analyse der Konzepte zur semantischen Interoperabilität zeigt auch, dass es dafür Grenzen gibt. Diese können nach konzeptioneller, technischer und praktischer Ausprägung differenziert werden. Dazu gehören mangelnde Meta-Interoperabilität, Nicht-Bijektivität von Modellabbildungen, unterschiedliche Kodierungsregeln, Unvollständigkeit der Zielmodell-Abdeckung aus Quellmodellen und fachliche Barrieren. Die Diskussion bestehender Ansätze aus dem Umfeld der Ontologien zeigt, dass sich der modellbasierte Ansatz, der hier zur Anwendung kommt, zusammen mit anderen ontologiebasierten Konzepten in ein "Ontologie-Spektrum" einordnen lässt. Weniger zeigen

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Produktinformationen

Technische Daten

Erscheinungsdatum

01.04.2009

Sprache

Deutsch

EAN

9783906467832

Herausgeber

ETH Zürich Inst. f. Geodäsie u. Photogrammetrie

Serien- oder Bandtitel

Mitteilungen

Sonderedition

Nein

Autor

Peter Staub

Seitenanzahl

238

Einbandart

Broschiert

Einbandart Details

Klebebindung

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