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SeminarInteroperabilität für Geoinformationen

Geodateninfrastrukturen - Überblick22.01.2004

Lars Bernard

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Geodateninfrastrukturen

Struktur

1. Definitionen und Zielsetzungen zu GDI

2. Markterschließung durch GDI ?!

3. Globale, Europäische, Nationale und regionale GDI

4. Das Beispiel einer regionalen GDI: GDI NRW

5. Fazit und Diskussion

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Einschub zu den Akronymen

Weitgehend synonym verwendet werden:

Geodateninfrastrukturen (GDI)

Spatial Data Infrastructures (SDI)

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1. GDI/SDI Definitionen und Zielsetzungen

Aus den NSDI Definition des FGDC (USA):

– NSDI (National Spatial Data Infrastructure) meanstechnology, policies and human resources ... to share geospatial data throughout all levels of government, the private and non-profit sectors, and academia.

– Includes a National Geospatial Data Clearinghouseas a distributed network of geospatial data producers, managers, and users

– Goals:- reduce effort among agencies,- improve quality and- reduce costs of geographic information

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1. GDI/SDI Definitionen und Zielsetzungen

Aus den GDI-DE des IMAGI (Deutschland):

– Nationale Geodatenbasis (NGDB=GBD+GFD+MD)+ GI-Netzwerk + GI-Dienste + Standards

– GDI-DE für Nutzer und Anbieter in öffentlichen Verwaltungen, im kommerziellen und nicht-kommerziellen Sektor, in der Wissenschaft und für die Bürger

– Organisations- und Managementstruktur nötigzur Koordinierung und Verwaltungauf lokaler, regionaler,nationaler und transnationaler Ebene

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1. GDI/SDI Definitionen und Zielsetzungen

INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe INSPIRE Principles:

a) spatial data should be collected once and maintained at the level where this can be done most effectively

b) it must be possible to combine seamlessly spatial data from different sources across the EU and share it between many users and applications

c) it must be possible for spatial data collected at one level of government to be shared between all the different levels of government

d) spatial data needed for good governance should be available on conditions that are not restricting its extensive use

e) it should be easy to discover which spatial data is available, to evaluate its fitness for purpose and to know which conditions apply for its use.

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1. GDI - Kernbestandteile

Geodaten + nutzungsorientierte GI-Dienste eigentlich GeoDiensteInfrastruktur

Dezentralisierung von Geodaten und GI-Diensten

Techn.-organ. Infrastruktur (Internet-Technologie)

Internationale Standards für Diensteschnittstellen Interoperabilität

Konsensgetriebene Organisationsstruktur in public-private-partnerships (PPP)

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2. Kann GDI neue Märkte erschließen ?

Das bekannte 80%-Argument ...

Problem: Es gibt z.Zt. mehr Konzepte und Piloten als wirklich operationelle GDI

Hierzu gibt z.B. 2 MICUS-Marktstudien:1. Aktivierung des Geodatenmarktes in NRW (2001)2. Produktkonzept zur Öffnung des (Deutschen) Geodatenmarktes (Oktober 2002)

Wie hoch ist das Marktpotenzial von GDI ?

Wo liegen Probleme der Erschließung ?

Was ist zu tun ?

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2. Beispiel: GDI-Marktpotenzial in NRW

Potenzielles Marktvolumen2.000 Mio € Aktuelles Marktvolumen 300 Mio € (≈ 15%)

geschätzt 11.000 neue Arbeitsplätze, davon 1.000 bei GI-KMUs

Quelle: MICUS 2002

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2. Das Wertschöpfungs-Paradoxon

Geodaten verursachen hohe Kosten, haben aber niedrigen direkten Marktwert Veredlung nötig

Nachfrageorientierte GI-Dienste bringen hohen Mehrwert, brauchen aber "teure" Geodaten

Quelle:MICUS 2002

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2. Erschließung des Geodatenmarktes

Empfehlungen der MICUS-Studie 2002

1. Öffentlichen Content für externe Nutzer zu moderaten Kosten Stimulation der Nachfrage

2. Content online anbieten erhöht Umsatz, senkt Kosten

3. PPP-Vertriebspartnerschaften marktgerechtes Angebot

Quelle:MICUS 2002

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3. Globale GDI

GSDI Initiative

– Aufbaus von GDI in allen UN-Staaten – GSDI Cookbook 1.1 als Referenz zum Aufbau– Weltweite Vernetzung nationaler GDI– Politisch-administrativ dominiert– www.gsdi.org

Geography Network

– Technische Plattform für Geodaten und GI-Dienste

– ESRI: kommerziell dominiert– www.geography-network.com

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3. Europäische GDI: INSPIRE

Infrastructure for Spatial Information in Europe

– Ziel = Kopplung der nationalen GDI in Europa zu einer Gesamt-EU-GDI

– Ausgerichtet auf administrative Geodaten– Zunächst nur für Umweltinformationen – Entwicklung einer Eu-Rahmenrichtlinie

Zeitplan für die ESDI

– Katalog-Dienste (2005)– Mapping-Dienste (2006)– Dienste für raumbezogene Anfragen (2007)– Geodatenzugriffs-Dienste (2007)– e-Business-Dienste (2007)

http://inspire.jrc.it

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3. INSPIRE Generic architecture model

Clients

Middleware

French and Italianregional Geospatial data

Metadata update

EEA Catalog

French Catalog

Italian CatalogBelgian Geo-processingand catalog Services

Content Repositories

Other data

EEAenv. reporting

Service chaining:search, display,

access, e-commerce,

….

EC User application

Directdataaccess

Access to transformeddata, pictures, maps, reports,

multi-media content

Metadata search and retrieval for data and services

After the Digital Earth Reference Model

Other data

EUROSTATStatistical data

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MIX

CEN

OGC

MIX

MIXMIX

MIX

CatalogsNot plannedPlanned, not startedOn-goingNearly completed

3. Europäische GDI: INSPIRE

Stand derEntwicklung von Catalog-Diensten

Quelle:Paul Smits, JRC, 2002

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DG ENV

COGIMain Commission DG’s (AGRI, TREN, REGIO,

FISH, INFSO, …)

INSPIRE Expert GroupMember States Environmental and geographic

information ministries, Accession countries, Regions, EFTA Countries, Umbrella organisations, ETC/TE,

ESPON, UNEP

3. The INSPIRE driving forces

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3. INSPIRE Pre-implementation phase, 2004-2005

“Technical Specifications”

– Standards• ISO, CEN, OGC, ...

– Architecture• EU Portal, Catalog Services, WMS, ..

– Application schema and data models• Semantic Interoperability, ..

INSPIRE Technical Guidelines

– harmonised documentation of existing datasets (metadata)– Implementation guidance– Cookbook for Spatial Interest Groups

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EU-Portal

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3. Einige Beispiel für Nationale GDI

NSDI - USA

– http://www.fgdc.gov

Canadian Geospatial Data Infrastructure (CGDI)

– http://www.geoconnections.org – Erste Dienste unter: http://geodiscover.cgdi.ca

GDI.DE

– http://www.gdi.de

Österreich ?!?

http://www.ageo.at/aufgaben/aufgaben.asp

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3. Beispiel GDI-DE in der Umsetzung

3-stufiger Prozess, koordiniert vom IMAGI:

1. Metainformationssystem GeoMIS.Bund zum Nachweis der Geodaten (Prototyp fertig)

2. Harmonisierung der Objektartenkataloge, Schnittstellen, Standards (ISO-konformes ALKIS/ATKIS-Datenmodell)

3. Schrittweise Implementierung der NGDB, u.a.- bundesweites offenes Geodatennetzwerk für Geodaten, Metadaten und GI-Dienste- Optimierung der Abgabebedingungen- Qualifizierungsinitiativen ...

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3. Regionale GDI

Zum Beispiel Aufbau von GDI in den DeutschenBundesländern

Geodaten Infrastruktur Berlin/Brandenburg (GIB/Geokomm)

Geo-Online der Vermessungsverwaltung Bayern

Ingeoforum Hessen

Geodateninfrastruktur Nordrhein-Westfalen (GDI NRW)

und andere .....

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4. GDI Nordrhein-Westfalen

Start Ende 1999

–Anstoß durch LVermA, Staatskanzlei, InnenMin.–Zeitgleich mit GEOBASIS.NRW Kommunen

Initialisierung einer GDI durch PPP

–Initiale (OpenGIS-konforme) Knoten Förderung eines Bündels von Projekten (F&E)–Wissenschaftliche Begleitung Referenzmodell –Marktuntersuchung Marktstudien (MICUS)

Selbstorganisation mit Konsensprinzip durch

–Gründung von SIGs–Testbeds

http://www.gdi-nrw.org

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4. GDI NRW - Leitbild…Die Aufgabe der Initiative GDI NRW besteht in der

Aktivierung des Geoinformationsmarktes. Dazu sind die verschiedenen technischen, legislativen, sozioökonomischen und logistischen Hindernisse zu identifizieren und zu beseitigen ...

…Die Initiative orientiert sich am Diskussionsprozess von OGC, ISO/TC 211 …und erstellt auf der Basis offener Standards eigene Spezifikationen und Vorschläge zur Weiterentwicklung der OGC Spezifikationen…

Jedes GDI NRW Mitglied verpflichtet sich diesem Leitbild

http://www.gdi-nrw.org

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4. GDI NRW - Organisationsstruktur

GDI NRW Steuerungsgremium(Vertreter GI-Komitee Land NRW,

Sprecher SIGs und Testbeds, Vertreter CeGi)

weitereAktivitäten

SIGTestbedsTask

Forces

Entscheidungsvorlagen für GDI NRW Dokumente

Strategische Abstimmung

operative Unterstützung

Information

Mitarbeit

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GI-Komitee Land NRW

Beschlussvorlagenfür GDI NRW Dokumente

Beschlüssefür GDI NRW Dokumente

Beschlüssefür GDI NRW Dokumente

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4. GDI NRW Testbeds - Idee

GDI Testbeds sind Verbundprojekte zur:

–Iterativen Entwicklung von GDI-Spezifikationen und direkten Validierung durch Implementierung

–Anwendungsfallgetriebenen Übertagung der ISO & OpenGIS Spezifikationen auf die praktische GDI-Implementierungen

Folgen dem Vorbild der OpenGIS Testbeds und sind in ISO & OpenGIS-Aktivitäten eingebunden

Basieren auf konsensorientierten public-private-partnerships

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4. GDI Testbeds - Teilnahmekriterien

Kriterien für die Teilnahme an GDI Testbed:

–Substantielle Beiträge:

• es werden Spezifikationen entwickelt• es werden Services implementiert

–OGC Member–Aktive Mitarbeit in den SIGs

Beschluss durch ein Gutachtergremium eingesetzt durch GDI NRW Steuerungsgremium

Eigenfinanzierung (mit Supportern) oder Förderung durch Testbed-Sponsor

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4. GDI Testbeds - AblaufVorbereitungsphase

• Annahme durch Steuerungsgremium, Call for Participation, Kick-Off

Spezifikationsphase

• Verteilung der Arbeiten, Arbeitssitzungen in ca. 14-tägigem Rhythmus

• Aufbauend auf bereits vorhandenen Spezifikationen

Implementierungsphase

• Umsetzung der Spezifikationen

Evaluierungs- und Testphase

• Freischaltung für die Öffentlichkeit.• Review der erarbeiteten Spezifikationen

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4. GDI NRW Testbed I

Organisation & Zeitplan:

– Start im März 2001 als freiwillige Initiative einiger Firmen und Institutionen die für die GDI NRW projektierten

– Direkte Verbindung zum OpenGIS Consortium– 6 Monate Entwicklung und 3 Monate Präsentation

Beteiligte:– AED Graphics AG – con terra GmbH– CPA Geo-Information – ibR Ges. für Geoinformation mbH– interactive instruments GmbH

public private partnership !

- Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik

- Landesamt für Datenverarbeitung und Statistik NRW

- Institut für Geoinformatik, Universität Münster

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4. GDI NRW Testbed I

Anhand exemplarischer Anwendungsfälle- die aus Projekten der Beteiligten stammen ! -

befasst sich das Testbed mit der:

–Einrichtung von GI-Services

–Veröffentlichung von GI-Services

–Recherche von GI-Services

–Bestellung und Lieferung von GI-Produkten

–Nutzung von GI-Services

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4. GDI NRW – Aktuelle Architektur:

GI-ServiceAbstrakte Service-Schnittstelle mit Mindestanforderung an Metadaten

GDI-UnknownServicesind such- und ausführbarz.B. data download

GDI-WellKnownServiceGetCap‘s des OpenGIS Basic Service Model

Map Service Visualisierung

Registry ServiceKatalog für Geodienste

Pricing&Ordering ServicePreisanfrage und Bestellung

Feature Service Data Access via GML

WRS WPOS WFS WMS

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4. GDI NRW Testbed I – Spezifikation

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4. GDI NRW Testbed II

Ziele und Inhalte:

– Erweiterung des existierenden Angebotes

– Verfeinerung des Web Pricing und Ordering Services

– Transaktionale Web Feature Service

– Integration von ALKIS (Automatisiertes-Liegenschaftskataster-IS)

– Integration von Services zu Autorisierung und Zugriff

Organisation:

– Start des GDI Testbed II war am Februar 2002

– Gestiegene Teilnehmerzahl ist gestiegen...

– Weitere Abstimmung mit OGC

– Ergebnisse auf der INTERGEO im Oktober 2002

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4. GDI NRW Testbed II – Services:

(transaktionaler) Web Feature Service

ALKIS & NAS auf Basis eines GML & Web Feature Service

Web Pricing & Ordering Service

Authentication, Authorization, and Accounting Service

Web Registry Service

Web Map Service mit Styled Layer Description

Gazeetter

Unterstützung mehrerer Spatial Reference Systems

Coordinate Transformation Service

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4. GDI NRW Testbed II – Spec‘s:

ALKIS & NAS auf Basis von GML & WFS in GDI NRW (AED)

WMS SLD in GDI NRW (interactive instruments)

(transaktionaler) WFS in GDI NRW (IfGI)

Web Authent. & Author. Service (WAAS) in GDI NRW (ISST)

WRS & Service Metadata in GDI NRW (con terra; OGC WG)

WPOS (ISST; OGC Discussion Paper)

GS (GIUB, OGC Discussion Paper)

WCTS (latlon, OGC Discussion Paper)

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4. Weitere GDI NRW Projekte

GDI NRW 3D Pilot

– Durchführung in 2003– Ziel 3D-Visualisierung auf Basis der GI-Dienste– Präsentation der Ergbebnisse auf der INTERGEO

2003

Cross-Border GDI NL-NRW

– Machbarkeitsstudie

GDI NRW Verbundprojekt

– Start in 2004 …

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5. Fazit und Diskussion

Erweiterte - nicht nur datenvertriebsorientierte - Geschäftsmodelle

Fortführung der erfolgreichen bottom-up- und PPP-Ansätze

Fixe Standards zur Sicherung nachhaltiger Investitionen

Stärkere Koordination der unterschiedlichen GDI Initiativen ( keine Doppelinvestitionen oder erneuten Insellösungen)

Bewusstsein über Potenziale von GDI erzeugen & ausweiten ( Qualifikation)…