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Wissenschaftlicher Beitrag für den Aufbau einer Geodateninfrastruktur zur Lösung von Aufgaben des E-Government

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Wissenschaftlicher Beitrag für den Aufbau einer Geodateninfrastruktur zur Lösung von Aufgaben des E-Government

Markus Seifert (Broschiert, Deutsch)

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Beschreibung

Mit dem Aufbau von Geodateninfrastrukturen werden insbesondere zwei Ziele verfolgt: – Daten, insbesondere die der öffentlichen Verwaltung, sollen nur noch einmal erfasst werden und nicht mehrmals. Und zwar idealer Weise dort, wo die fachliche Zuständigkeit und Verantwortung zur Erfassung und Pflege vorhanden ist. – Die Daten sollen in weitgehend offenen Systemen an im Grunde beliebig verteilte Nutzer, gegebenenfalls auch gegen eine entsprechende Gebühr, zur Verfügung gestellt werden können. Man benötigt für die damit verbundene erhoffte Interoperabilität, also für die Datenübertragung zwischen verteilten Systemen unterschiedlicher Hersteller, insbesondere implementierbare technische Normen. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zu den technischen Richtlinien und Standards im Bereich der formalen Beschreibung der Geodaten, um letztlich auf konzeptioneller Ebene eine weitgehende Unabhängigkeit von bestimmten Herstellerlösungen zu erreichen. Die für den operationellen Betrieb einer Geodateninfrastruktur zu lösenden organisatorischen, gebührentechnischen und rechtlichen Aspekte sind gleichwohl ein entscheidender Baustein, werden in dieser Arbeit jedoch nicht weiter vertieft. Ferner wird anhand eines fachneutralen Basisschemas eine Methodik vorgestellt, die technische Normen für die normbasierte Beschreibung (Modellierung) von Geodaten der öffentlichen Verwaltung anbietet. Zunächst werden in Kapitel 1 der vorliegenden Arbeit die grundlegenden Begriffe definiert, um eine Grundlage für das Verständnis für die danach folgenden Kapitel zu schaffen. Hier wird auch die bisherige, derzeitige und mögliche künftige Entwicklung von Geodaten und Geodateninfrastrukturen skizziert. Mit der von der EU beschlossenen europäischen Rahmenrichtlinie zur Schaffung einer europäischen Geodateninfrastruktur (INSPIRE) sind mittlerweile verbindliche Rahmenbedingungen für eine Geodateninfrastruktur vorhanden. Entsprechende Maßnahmen zur Umsetzung einer Geodateninfrastruktur auf nationaler Ebene wurden in vielen Staaten teils unter Bezugnahme auf INSPIRE, teils aber auch unabhängig davon gestartet. Das Ziel der leichteren Geodatenverwendung wird letztlich auf allen Ebenen der öffentlichen Verwaltung verfolgt. Die Geodateninfrastrukturen aller Ebenen der öffentlichen Verwaltung werden in einer nationalen Geodateninfrastruktur zusammengeführt. Es ergibt sich dadurch eine hierarchische Struktur der Geodateninfrastrukturen. Eine Geodateninfrastruktur benötigt stabile Spezifikationen und Regeln. Die bisherigen in der Geoinformatik verwendeten Begriffe und Definitionen werden in Kapitel 2 in diesem Zusammenhang etwas weiter gefasst, um den neuen Anforderungen durch eine GDI gerecht zu werden. In einer vernetzten Datenwelt werden künftig vermehrt Geodaten mit klar definierter Semantik ausgetauscht. Web-basierte Technologien (Web-Services) sollen hierfür die entsprechenden Schnittstellen bereitstellen. Die Interpretation der Bedeutung (Semantik) von Geodaten spielt dabei eine zentrale Rolle. Durch die Semantik werden aus Geodaten nutzbare Geoinformationen. Damit entwickelt sich das Internet zu einem semantischen Web, das eine gezielte Informationsgewinnung ermöglichen soll. Es wird untersucht, inwieweit es sinnvoll ist, diesen Ansatz zur Lösung von E-Government-Anwendungen umzusetzen. Die Möglichkeiten zum Austausch von Geodaten werden ebenfalls untersucht. Ein zunehmend bedeutsamer Aspekt ist der (automatisierte) Zugriff auf Geodatenressourcen, die ebenfalls als Kernkomponente einer GDI dienen und von allen Akteuren als Grundlage verwendet werden (z.B. Koordinatenreferenzsysteme). In Kapitel 2 wird daher auch darauf eingegangen. Der funktionale Aspekt einer Geodateninfrastruktur wird über Web-Dienste hinreichend abgedeckt. Mindestens ebenso wichtig sind die Daten selbst, die eine Geodateninfrastruktur nutzen. Die Daten müssen innerhalb einer Geodateninfrastruktur vereinheitlicht und gebündelt werden, damit Web-Dienste darauf zugreifen können. In diesem Zusammenhang wird immer wieder von Geodatenportal, „Integrierte Geodatenbasis“ [LVG, 2006] oder „Nationaler Geodatenbasis“ [GDI-DE, 2007] gesprochen. Eine hinreichend plausible Definition gibt es hierfür jedoch noch nicht und wird im Folgenden im Hinblick auf eine standardkonforme Datenmodellierung in Kapitel 3 nachgeholt. Ein wichtiger und in vielen Ansätzen zur Umsetzung einer GDI noch nicht gelöster Aspekt ist das notwendige Maß an Strukturierung der Daten, damit auf semantischer und technologischer Ebene die angestrebte Interoperabilität erreicht werden kann. Interoperabilität kann auf verschiedenen Ebenen der Datenkomplexität erfolgen. Es werden daher in diesem Kapitel auch die entsprechenden Anforderungen abgeleitet. Untersucht wird in diesem Zusammenhang auch die Notwendigkeit von konzeptionellen Beschreibungssprachen und GIStandards für die Beschreibung von Datenmodellen. Auf bewährte Ansätze wie INTERLIS wird ebenso eingegangen wie auf den derzeitigen Stand in der internationalen Normung. Das Ergebnis ist eine Methodik zur Analyse und Selektion der erforderlichen Grundlagen aus den geeigneten ISO- und OGC-Standards. Ziel von Kapitel 4 ist die Analyse der Brauchbarkeit von internationalen GI-Standards mittels Herleitung von Kernelementen für eine GDI. Als Kernelemente werden Teile von GI-Standards und GI-Spezifikationen betrachtet und in ein Basis-Datenmodell (kurz: Basisschema) zusammengefasst, die für einen modellbasierten Datentransfer wesentliche Voraussetzung sind. Es werden dabei die einschlägigen ISO-Standards analysiert, hinsichtlich der Verwendung in einer Geodateninfrastruktur im Bereich der öffentlichen Verwaltung. Dieses Basisschema beinhaltet insbesondere die erforderlichen Geometrie- und Topologieelemente, die Ableitung einer Datenaustauschschnittstelle sowie eines Objektartenkatalogs, den strukturellen Aufbau von Objekten und die notwendigen Funktionalitäten für einen dienstbasierten Datentransfer. Mit diesem Basisschema ist es denkbar, die fachneutralen Elemente als Grundlage für andere, beliebige Fach-Informationssysteme zu nutzen, um in einer verteilten Geodatenwelt zu standardisierten Gesichtspunkten bei der Beschreibung der Geodaten zu gelangen. Damit kann ein wesentlicher Baustein für den Aufbau einer Geodateninfrastruktur geschaffen werden, in der auch von einem Datenmodell in ein anderes Datenmodell transformiert werden kann. Anhand von zwei Beispielen wird in Kapitel 5 untersucht und dargelegt, ob die Verwendung des im vorhergehenden Kapitel beschriebenen Basisschemas für unterschiedliche Fachmodelle sinnvoll möglich ist. Zunächst wird kurz das neue Datenmodell der amtlichen Vermessung in Deutschland (AFIS-ALKIS-ATKIS-Fachschema) vorgestellt, das bereits komplett die Vorgaben des Basisschemas umgesetzt hat. Dieses Datenmodell deckt die Fachbereiche des amtlichen Liegenschaftskatasters, der Topographie und Grundlagenvermessung ab. Fachliche Details würden jedoch den Rahmen dieser Arbeit sprengen und werden nicht diskutiert. In einem weiteren Beispiel wird ausführlich auf die Möglichkeiten für die Modellierung von kommunalen Fachinformationen auf der Grundlage das Basisschemas (bzw. auch des AAA-Fachschemas) eingegangen. In Kapitel 6 wird eine Methodik von Modellierungsstufen (Konformitätsklassen) zur individuellen Verwendung des Basisschemas aber auch des gesamten AFIS-ALKIS-ATKIS-Anwendungsschemas zum Aufbau von einheitlich modellierten Fachinformationssystemen vorgeschlagen, die wichtiger Bestandteil einer auf Objektinformationen basierenden nationalen Geodateninfrastruktur sein können. Anhand des in Deutschland in der Entwicklung befindlichen AFIS-ALKIS-ATKIS-Anwendungsschemas wird die Entwicklung eines Fachinformationssystems auf der Grundlage der „Kernelemente“ des Basisschemas aufgezeigt. Es werden Regeln erstellt und untersucht, die den Aufbau beliebig anderer Fachinformationssysteme auf der Grundlage der ermittelten Kernelemente ermöglichen sollen. Jedes Anwendungsschema beschreibt gewisse Funktionalitäten und ist somit integraler Bestand von Geschäftsprozessen. Durch den Aufbau von Geodateninfrastrukturen werden künftig öffentliche Aufgaben verstärkt auf E-Government-Lösungen basieren. Letztendlich sind auch virtuelle Organisationen denkbar. Kapitel 7 gibt einen Überblick über virtuelle Organisationen und deren Anforderungen an die Informations- und Kommunikationstechnik. Es werden zentrale Begriffe (Semantik, Metadaten, Ontologien) für den Aufbau eines semantischen Webs im Bereich der Geoinformation erläutert, die zentrale Komponenten für virtuelle Organisationen darstellen. Letztlich wird noch der konkrete Beitrag von INSPIRE für den Aufbau eines semantischen Webs, bzw. von virtuellen Organisationen skizziert. Die Gemeinsamkeiten und die Abgrenzung zu den in breiter Anwendung vorhandenen Earth-Viewern (wie z.B. Google Earth) werden abschließend kurz skizziert. Bei der Entstehung dieser Arbeit konnte im Rahmen der praktischen Anwendung von GDI- und GIS-Standards eine Reihe von Erfahrungen gesammelt werden, aus denen sich konkrete Empfehlungen für den Aufbau einer Geodateninfrastruktur und in einigen Fällen auch für den weiteren Forschungsbedarf ableiten lassen. Diese sind in Kapitel 8 aufgeführt. Weniger zeigen

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Produktinformationen

Technische Daten

Erscheinungsdatum

01.12.2008

Sprache

Deutsch

EAN

9783906467801

Herausgeber

ETH Zürich Inst. f. Geodäsie u. Photogrammetrie

Serien- oder Bandtitel

Mitteilungen

Sonderedition

Nein

Autor

Markus Seifert

Seitenanzahl

199

Einbandart

Broschiert

Einbandart Details

Klebebindung

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