OGC / ISO - konformes Datenmanagement

1. OGC / ISO - konformesDatenmanagement RR z.A. Dipl.-Ing. Mathias Thelker Dezernat Geoinformatik, II 1 (3)Amt für Geoinformationswesen der Bundeswehr

2. 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.

3. Forderungen • (Einige) Forderungen an den GeoInfoDBw in der Zukunft • Unterstützung der Eingreif-, Stabilisierungs- und Unterstützungskräfte • Unterstützung von Führungsfähigkeiten • Unterstützung von Waffensystemen • Unterstützung von Simulationssystemen • Unterstützung der Nachrichtendienste • Unterstützung zur NetOpFü / Joint Operations / NATO • Unterstützung der Entscheidungsprozesse im Bereich der über sicherheitspolitsche Interessengebiete der Bundesrepublik Deutschland • Zusammenarbeit mit zivilen Organisationen

4. Deckung der Forderungen • Deckung der Forderungen durch Schaffung von Kernfähigkeiten/-eigenschaften • Interoperabilität • Standardisierung • Produktneutralität • Firmenneutralität • Qualitätssicherung • Online-Versorgung • „Geoinformation aus einer Hand“

5. 1 - Interoperabilität • Interoperabilität • Vielzahl von proprietären Anwendungen im GeoInfoDBw • 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.

6. 2 - Standardisierung • Standardisierung • Die Abgabe von Geoinformationen erfolgt in standardisierten Formaten über standardisierte Schnittstellen. • GML • CityGML • OGC Services und Formate (WFS-T, WMS, WCS, SLD, SE…) • ... • Keine “Firmenstandards” • Ein Word-Dokument als .doc ist kein Standard.

7. 3/4 – Produkt- und Firmenneutralität • Produktneutralität • GeoInfo-Daten • unabhängig von Produkten modelliert und erfasst. • erfüllen alle Bedarfsforderungen, • 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 • Komplexität • Offenheit bzw. Verfügbarkeit • Schnittstellen

8. 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 • Open Office, Firefox • Commercial = • Lizenz System für OSS verfügbar/z. T. notwendig • (Open Office = SUN Star Office)

9. 5/6 – Qualitätssicherung / Online-Versorgung • 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

10. 7 – Geoinformationen aus einer Hand • Geoinformationen aus einer Hand • unabhängig von • der Datenart, • der Datenstruktur und • den Datenformaten • werden alle Geoinformationen zur Verfügung stellt.

11. GeoInfo-Datenbasis Bw • GeoInfo-Datenbasis (GeoInfo-Daten)‏ • standardisiert, OGC/ISO konform • produktneutral, firmenunabhängig • GeoInfo-Quelldatenbasis (GeoInfo-Quelldaten)‏ • standardisiert, OGC/ISO konform • Originär, nicht qualitätsgesichert • Datenbasis Dokumente (Vorschriften, Anweisungen etc.)‏ • standardisiert, OGC/ISO konform • maschineninterpretierbar (XML), automatisiert nutzbar • Metadaten-Datenbasis (Metadaten)‏ • standardisiert, OGC/ISO konform • Datenbasis-übergreifend • GeoInfo-Produktdatenbasis Bw (Produkte)‏ • online und offline Versorgung • standardisierte Formate, OGC Services

12. GeoInfo-Datenbasis • Gesamtheit aller GeoInfo-Daten • GeoInfo-Daten = qualitätsgesicherte Geoinformationen • Vektordaten • 2D, 3D • Höhendaten • DHMBw • Bilddaten • 2D, 3D • Textinformationen • Z. B. Landeskundliche Informationen • Alphanumerische Daten

13. GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung • Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung • Datenhaltung • Vollständige Modellierung von XML/GML-Objektstrukturen • 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 • Ableitung von EPSG Parameter bei Abgabe • Abgabe von Daten in normierten Formaten (GML, KML etc.)

14. GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung Daten.xml Schema.xsd XML-API • SAX • DOM • XQuery • ... GML-DB Oracle,PG,MySQL,...

15. 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

16. GeoInfo-Datenbasis Versionierung Objekt 3 GML-ID Objekt 2 Version 1 GML-ID Attribute Version 1 Relationen Attribute LZI:B: 10.02.2002:10:15:33E: 15.05.2007:12:33:21 Relationen LZI:B: 15.05.2007:12:33:21 Version 2 Attribute Relationen LZI:B: 15.05.2007:12:33:21 Objekt 1 GML-ID Version 1 Attribute Relationen LZI:B: 10.02.2002:10:15:33E: 15.05.2007:12:33:21 Version 2 Attribute Relationen LZI:B: 15.05.2007:12:33:21 Relation in bevorzugter Richtung inverse Relation / Gegenrelation

17. GeoInfo-Datenbasis Zugriffskontrolle • Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung • Zugriffskontrolle • XACML/GeoXACML • XML-basierte Sprache zur Beschreibung von Zugriffsrechten für Daten und Dienste. • Aktuelle Version 2.0 vom Normierungsgremium der OASIS verabschiedet. • Version 3.0 in Vorbereitung. • GeoXACML: Erweiterung für räumliche Eigenschaften. • Zustand Draft in der OGC.

18. Semantisches Geoinformationsmodell • Semantisches Modell als Metamodell • Einsatz von semantischen Regeln • Taxonomien, Synonyme • Realweltobjekte unabhängig von Modellierung in den Datenmodellen • Einsatz von Ontologien • Status: • „Nice To Have“ • Mittelfristige Anstrengungen

19. AGI MLU Kleines Schema Offene Diensteschicht(OGC Service Layer)‏ Anwendungsschicht(Application Layer)‏ Datenbasismanagementsystem DBM Data Warehouse Transkriptor Transkriptor Transkriptor Transkriptor Transkriptor PostgreSQL OracleDB FLDB ArcSDE DHMBw Geomedia Warehouse Shape KuBs PUDEL „Proprietäre“ Datenbasis Offene Datenbasis(Standardkonform)‏

20. Datenbasis Dokumente – Strukturinformationen • Datenbasis Dokumente – Strukturinformationen • alle Informationen, Spezifikationen, Vorschriften, die die Geodaten selbst, ihre Erfassung, ihre Verwaltung und Speicherung sowie ihre Abgabe regeln • Z. B.: Objektartenkatalog, Erfassungsanweisung, Produktspezifikationen • Die Verwaltung soll in einer einfachen, qualitätsgesicherten, nachhaltigen und neutralen Weise geschehen: • Einfach • Nutzer ohne längere Schulung den Zugang zu gewährleisten • Qualitätsgesichert • Konsistenz • Vollständigkeit • Richtigkeit • Nachhaltig • Informationen wieder verwendbar • Neutral • Speicherung und Verwaltung nicht proprietär • Unterstützung von proprietären Systemen, die entsprechende offene Standards und Schnittstellen unterstützen

21. Datenbasis Dokumente – Registries • Datenbasis Dokumente – Registries • Registries als Grundlage der Datenbasis Dokumente im AGeoBw • Grundpfeiler für die NEC und damit auch für die NetOpFü. • 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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

25. GeoInfoReg • Beispiel: GeoInfoReg • 9 Register: • GeoInfoBBR – Begriffebeschreibungsregister • GeoInfoSpR – Sprachregister • GeoInfoDTR – Datentypenregister • GeoInfoMER – Maßeinheitenregister • GeoInfoMoR – Modellregister • GeoInfoKR – Katalogregister • GeoInfoImR – Implementierungsregister • GeoInfoEAR – Erfassungsanweisungsregister • GeoInfoPSR – Produkt- und Schemaregister

26. Zusammenspiel der Register der GeoInfoReg GeoInfoBBR (Begriffe)‏ GeoInfoSpR (Sprache)‏ GeoInfoMER(Maßeinheiten)‏ Einheit Einheit Einheit Objekt Attribut GeoInfoMoR (Modell)‏ Objekt Attribut Attribut Objekt Objektbegriff Attribut Attributbegriff Objekt GeoInfoDTR(Datentypen)‏ Typ Typ Typ GeoInfoKR(Kataloge)‏ GeoInfoEAR(Erfassungsanw.)‏ OK GeoInfoImR(Schemata)‏ Schema Erfassungsanweisung Erfasser GeoInfoPSR(Produktspez.)‏ bestimmt das DatEP

27. Neue Entwicklungen • Register Markup Language (RegML) • Entwicklung einer XML Spezifikation: RegML • Spezifizieren von Register Struktur • Austausch von Register Strukturen • 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

28. Zusammenfassung/Ausblick • Zusammenfassung Ausblick • Weiterentwicklung der GeoInfo-Datenbasis Bw mitFokus auf • Standard-/Normkonformität • Firmenunabhängigkeit (Modularität) • Entwicklung von maschinenlesbaren Informationsstrukturen • Online Versorgung • Architektur für Daten und Dienste in Vorbereitung • Umfassende Darstellung der Architektur

29. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit RR z.A. Dipl.-Ing. Mathias Thelker Dezernat Geoinformatik, II 1 (3)Amt für Geoinformationswesen der Bundeswehr Tel: +49 (0) 2251 953 4333MathiasThelker@Bundeswehr.org