SIG Oracle Spatial / Locator - doag.org · SIG Oracle Spatial / Locator Frankfurt, 09. September 2008 Oracle Spatial-basierte Betriebsmittelauskunft für Ver- und Entsorgungsnetze

SIG Oracle Spatial / Locator

Frankfurt, 09. September 2008

Oracle Spatial-basierte Betriebsmittelauskunft für Ver- und

Entsorgungsnetze

Petra Freutel / Nico Tebbe – Mettenmeier GmbH

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� Hoher Kostendruck entsteht durch die Deregulierung

� Unbundling erfordert die neue optimierte Gestaltung von Prozessen

� Kundenzufriedenheit ist wichtiger denn je

Ausgangssituation bei EVU

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Geodaten und Geoinformationssysteme

beim Energieversorger

GIS

� sind Spezialsysteme für komplexe Spezialaufgaben

� legen die Daten in spezialisierten und proprietären Formaten ab

� haben eigene spezialisierte Systemarchitekturen

Herausforderungen

� Geobezug vieler Analysen und Prozesse

� GIS-Kernaufgaben müssen auch zukünftig optimal gelöst werden

� Geodaten und Geofunktionen benötigen zeitgemäße Architekturen

� Geodaten müssen künftig direkt und offen genutzt werden

� Nutzung von anerkannten IT-Standards

� Stärkere Integration der Geodaten und Geoinformationssysteme in dieProzesse des Unternehmens

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GIS ERP und andere

DokumentationWartung/

Instandhltg.

Planauskunft für Dritte

Planung

Störungs-Management

Kunden-Information

Rechnungs-wesen

Workforce

Wartung

Von dem Nutzen der Geodaten profitieren nur GIS-basierteApplikationen

Geodaten und GIS beim Energieversorger

Ausgangslage

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Gemeinsame Datenbasis

Dokumentation

Planauskunftfür

DrittePlanung

Störungs-Management

Kunden-Information

Rechnungs-wesen

Workforce

Wartung/Instandhltg.

Integration von Geodaten in die Unternehmens-IT

weitere

Geodaten und GIS beim Energieversorger

Ziel

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Oracle Spatial

Oracle Strategie zu Geodaten

� Wahrnehmung Oracle: zunehmende Verwendung geographischer Daten kombiniert mit Businessdaten zur Unterstützung von Analysen, Prozessen und Entscheidungsfindung� Anlagenmanagement

� Vertrieb

� Steuerung der Service-Einheiten

� …

� Oracle: Fokussierung der Entwicklung im Bereich Spatial auf die umfassende Unterstützung typischer Geodaten(formate) und deren Integration in das Produktportfolio von Geodata Warehouses bis Business Intelligence

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Oracles Spatial Entwicklung

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Oracle Application Server:

MapViewer

� MapViewer ist Teil des J2EE Oracle Application Server

� Application Server beinhaltet JDeveloper, WebServices, Web Cache, JDeveloper, Web-Entwicklunsgwerkzeuge und mehr

� Java-basiertes Visualisierungstool für das Rendern von Karten auf Basis in Oracle gespeicherter räumlicher Daten

� Rendern in JPEG, PNG oder SVG

� Erlaubt den Zugriff auf verschiedene Datenquellen

� Unterstützung von OGC Web Map Services (WMS)

� Definition von Styles, Themen und Sichtbarkeiten � MapBuilder

� ! Weniger Komplexität und Möglichkeiten als im GIS

� Bereitstellung aller Basisfunktionen für die Entwicklung fokussierter Applikationen

� XML-API, Java und JSP

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Oracle MapViewer Architektur

Oracle

ApplicationServer

Map Rendering Engine

Applikation

Fat client (servlet, Java API)

Client(Browser,

Servlet, JSP)

Applikation

XML/HTTP

Thin client (html, javascript)

JDBC

Oracle Spatial

DatenbankMapBuilderKarten-

definitionen

Räumliche

Tabellen

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Oracle MapViewer basierte Applikation

ERDAS ADE Client – Applet Client

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“Oracle Maps” AJAX Architekture

Client

(Browser)

Applikation

XML/HTTP

JavaScript Oracle Maps API

Map Cache ServerOracle Application

Server

FOI Server

Map Rendering Engine

MapCache

Karten-

definitionen

Räumliche

Tabellen

JDBC

MapBuilderOracle Spatial

Datenbank

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Oracle Maps Client

HTML/Javascript Client

Standard Funktionen bereitgestellt durch OracleMapsAPI

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Technologie:

Oracle Spatial 10g/11g

Datenbank

Oracle Application Server 10g

Mettenmeier Erweiterungen

Oracle MapViewer + Leica ADE

Smallworld-GIS

Datenbank

Mettenmeier Auskunftsclient

Prototyp

ADE Web Client (Applet)

oder

ADE Full Client

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- Smallworld VMDS – Version Managed Data Store

- Objektrelationale Datenbank (proprietär)

- Entwicklungsumgebung: SmallTalk Dialekt (Magik)

- Integriertes Topologie- und Netzwerkmodell

- So genanntes Realweltobjekt (RWO)-Konzept � Objekte mit Mehrfachgeometrien

- Spartengetrennte Datenbanken (Gas, Wasser, Strom, Kanal, …)


Prototyp

63Kanal

44Wasser

52Gas

188Strom

ObjektklassenFachschale

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- Export der kompletten Fachschalenobjekte (Geometrie, Attribute)

- Export der Joins

- Ermittlung und Export der links und nodes zum Aufbau des Network Models

- Erzeugung von Zwischentabellen für Relationen der Objekte und links/nodes


Prototyp

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- Erzeugung der Tabellen für das Network Model

- Aufbereitung der link/node Daten; Erzeugung von ‚hypernodes‘(Verbindungspunkte zwischen zwei Themenlayern wie Strom Mittelspannung und Niederspannung)

- Manuelle Definition der Styles, Themes, Beschriftungen, Maps und Maßstabsbereiche für Sichtbarkeiten

- Erzeugung der Ausgestaltung der Bemaßung


Prototyp

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SDO_GEOMETRY

Index EngineQuery Operators

Geometry Engine

Routing

Spatial Data

Attribute Data

Network Data Model

Linear ReferencingSystem

Analysis Mining

Topology Data Model

GeoRaster

Topology, GeoRaster Types


Prototyp

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“ERDAS ADE ist ein integrierter Oracle MapViewer Plattform für die Entwicklung unternehmensweiter räumlicher Applikationen, die

Echtzeitvisualisierung erfordern sowie das Analysieren und synchrone Editieren von räumlichen und attributiven Oracle Daten.”

� Eine Sourcecode Basis für Web, Remote und Mobilen Client

� Basierend auf Oracle Enterprise SOA Architektur

� Verwendung einer Kombination von MapViewer und SDOVIS Packages � Rendern individueller Objekte für Selektion/Editieren


Prototyp basierend auf ERDAS ADE Client

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ADE EnterpriseADE Enterprise ADE MobileADE Mobile ADE ADE RemoteRemote

HTTP Web Server

OC4J (Oracle Containers For Java)

HTTP HTTP HTTP JDBC

JDBC

J2EE J2EE ApplicationApplication ServerServer


Prototyp basierend auf ERDAS ADE Client

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Funktionalität:

� Geometrie- und Sachdatenauskunft

� Zoom und Pan

� Lesezeichen

� Adress-Suche

� Meßfunktion (Längen und Flächen)

� Abfragen

� Definierte Netzwerkverfolgung

� Redlining

� Trail

� Einfaches editieren und Validierung

� Einbinden zusätzlicher Shape-Dateien

� … Zugriff auf die gesamte Oracle Spatial Funktionalität gewährleistet


Prototyp - Funktionsumfang

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Prototyp - Live

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� Verschiedene Varianten, GIS Daten nach Oracle zu übertragen

� Schlüsselfrage:

Ziel/Adressaten der Anwendung

Daten sind der Schlüssel

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Anwendungsbeispiel integrierte

Netz- und Betriebsmittelauskunft

Ausgangssituation

� Geo-, Netz- und Betriebsmitteldaten werden in unterschiedlichen Systemen gehalten� Zahlreiche betriebliche Prozesse benötigen integrierte Informationen/ eine integrierte

Auskunft

Lösung

� Integration der Daten aus den unterschiedlichen Systemen in eine Oracle SpatialDatenbank

Rahmenbedingungen/Fragestellungen

� Mögliche Kombination gleicher Objekte aus unterschiedlichen GIS in einem Oracle Thema � beeinflusst die Datenmodellierung

� Gerichteter oder bidirektionale Datenübertragung� beeinflusst die Datenmodellierung

� Anforderungen an die Darstellung/Ausgestaltung� Bidirektional: GIS-spezifische Fachlogik und Validierung während der Erfassung oder

oder einfaches Redlining/vorgangsbasiertes Editieren

Nutzen

� Kostenreduktion durch Verringerung manueller Auskunftsvorgänge� Unterstützung von weiteren Prozessen durch integrierte Daten

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Oracle 10gDatenbank

Oracle Application Server

GIS a

GIS b TIS

ERP

Mettenmeier Komponenten

Anwendungsbeispiel integrierte

Netz- und Betriebsmittelauskunft

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Technische Hürden bei der Abbildung

in Oracle Spatial - Ausgestaltung

Symbolik

� Maßstabsabhängige Symbol- und Textgrößendefinition wird nicht unterstützt (Skalierung)

� Diese feste Größe der Symbole/Texte relativ zum Bildschirm entspricht nicht dem Auge des GIS-Betrachters

� Symbole/Texte wirken so je nach Maßstab oft zu groß oder zu klein

� Wirkung der Positionsänderung

� Flächenfüllungen nur über ein Image möglich

� Nicht gefüllte Flächen werden nicht korrekt angezeigt � Änderung der Füllfarbe je nach Zoom

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Darstellung nicht gefüllter Flächen

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Symbolik

� Automatisierte Übernahme aus Smallworld war nicht problemlos möglich:

� Alle Informationen zu Farbe, Größe und Style verfügbar

� Export in DXF � Blockdefinitionen

� Map Builder � nur TTF oder SVG

� Automatisierte Erstellung dieser Formate wäre nur mit großem Aufwand möglich gewesen

� SLD (Styled Layer Descriptor / OpenGIS Specification) wird nicht verwendet, sondern eigenes Stylesystem

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in Oracle Spatial - Bemaßung

Bemaßung

� Smallworld unterstützt eigenen Geometrietyp „Dimension“

� Zusammengesetzt aus mehreren Linien, Punkten und Text

� Eigene Methodik zur korrekten Abbildung der un-/sichtbaren Komponenten

� Oracle Spatial unterstützt diese komplexen Bemaßungsgeometriennicht

� Exportfunktionen mussten dies berücksichtigen und diese Bemaßungenals einfache unabhängige Geometrien abbilden

Problem:

� Bemaßung ist kein Gesamtobjekt mehr

� Komplexere Bemaßungen schwer abzubilden

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Bemaßung

� Ausgestaltung der Pfeilsymbolik schwierig

� MapBuilder bietet nach unserer Erkenntnis keine Möglichkeit, Linie mit Doppelpfeil auszugestalten

� Alternative: auf Linienenden Punktobjekte mit Orientierung erzeugen und diese als Pfeil ausgestalten

� Schwierigkeit: durch Nicht-Skalierung dieser Symbole erscheinen die Pfeilspitzen nicht exakt am Linienende

� „Lösung“: Darstellung der Pfeilspitzen durch tatsächliche Linien, die per Skript erzeugt wurden

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Bemaßung



Smallworld

MapViewer

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Bemaßung

?



Smallworld

Orthogonal-bemaßung

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in Oracle Spatial – Texte/Beschriftungen

Abbildung von Texten und Beschriftungen

� SW Beschriftungen werden durch Methoden (Programmcode) on-the-flyerzeugt und in Textgeometrien abgebildet

� Texte liegen also nicht direkt als ein Attribut in Smallworld vor

� Oracle Spatial unterstützt keinerlei eigenen Textgeometrietyp � Texte können nur als Beschriftung generiert werden

� Problem: MapBuilder ermöglicht keine komplexen Beschriftungsfunktionen, um Attribute zu kombinieren bzw. die Beschriftungsinhalte zu ergänzen

� Lösung: Erzeugen eines neues Attributs „Textinhalt“ während des Exports, in welches Beschriftungstexte eingetragen und für die Beschriftung in Oracle verwendet werden können

� Redundante Daten und kein Update der Beschriftung bei Attributänderung ohne weitere Trigger

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in Oracle Spatial – Texte/Beschriftungen

Abbildung von Texten und Beschriftungen in Smallworld

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in Oracle Spatial - Mehrfachgeometrien

Konzeptunterschied: Feature � RWO (Real World Object)

� Smallworld basiert auf Realwelt-Objektkonzept

� Ein Objekt kann mehr als eine Geometrie besitzen

� Bestandsplan, Übersichtsplan, …

� Individuelle Geometrien für Zustand, Netzzugehörigkeit, etc.

� Bsp. Schacht: Fläche, Schachtmittelpunkt und Deckelmittelpunkt

� Oracle Feature basiert quasi auf einer Geometrie mit Attributen

� Übertragung dieser Mehrfachgeometrien nach Oracle Spatial möglich, aber:

� Pro Geometrie � ein Thema = Pro Objektklasse bspw. bis zu 15 Themen!

� Bspw. Geomedia � Probleme, diese Daten korrekt darzustellen in Grafik und in Legende

63Kanal

44Wasser

52Gas

188Strom

ObjektklassenFachschale

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in Oracle Spatial - Mehrfachgeometrien

RWO (Real World Object) - Beispiele

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in Oracle Spatial – Network Model

Network Model / Topology Model

� Konzept der Trennung von Network und Topologie komplett anders als im Smallword GIS

� Oracle Toplogy Model � zielt auf Abbildung topologischer Flächenmodelle

� Oracle Network Model � Basis für Node-Link Abbildungen für Netzwerkverfolgung

� Smallworld Topologie � vereint Network und Topologieinformationen in einem Modell und ist Bestandteil der Geometriedefinition eines Objektes

� Problem: Abbildung der Smallworld Topologien und NetworkInformationen in Oracle

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� Netzwerkverfolgung relevant � also nur Network Model sinnvoll

� Schwierigkeit: Oracle trennt Network Model und eigentliche Geometrien der Objekte

� Oracle bietet keinen Mechanismus, aus den exportierten Geometrien automatisch ein konsistentes Network Model abzuleiten

� Connectivity Informationen fehlen in SDO_Geometry

� Spezialfall: nicht-trennende Knoten in Smallworld

Lösung:

� manuelle Erzeugung über Node-Link-Definitionen

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Lösung für unsere Anwendung:

� Export der Node- und Link-Tabellen aus Smallworld

� Oracle interpretiert diese als � reine Sachdatentabellen

� Kein Automatismus zum Aufbau eines Network Models

� Network Model musste aus diesen Nodes und Links in Oracle neu aufgebaut werden

� Parallel zum Geometriemodell

� Resultat ist somit � redundant und unabhängig von Geometrien

� Network Model lieferte beim Aufbau und auch bei Änderung keine Unterstützung hinsichtlich Konsistenzprüfung

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� Trennung von Topology und Network Model erlaubt im Network Model keine topologischen Definitionen

� Smallworld unterstützt diverse Topologiethemen (sog. Manifolds) bei der topologischen Netzbildung

� Diese sind in sich geschlossen, können aber miteinander interagieren

� Bsp. Mittelspannung – Verbindungsknoten – Niederspannung oder Niederdruck- und Anschlussnetz (AG) Gas

� Zur Abbildung von Manifolds müsste Topology Model verwendet werden

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� Problem: Ergebnis nach Aufbau Network Model: Netzwerkverfolgung von Niederdruck (ND) in Anschlussleitung (AG) nicht möglich � zwei identische Knoten liegen am „Abzweig“ übereinander, die zu unterschiedlichen Topologiethemen gehören

� Lösung: Anpassung der Exportroutinen � Hauptnetzknoten wurden gelöscht und Node-IDs des ND-Netzes wurde in Link-Tabellen des ND-Netzes entsprechend mit Node-IDs des AG-Netzes überschrieben

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� Network Model – Speicherthematik:

� Muss bis 10 g komplett in RAM geladen werden � bei großen Netzwerken Performanceproblem

� ‚load on demand‘-Ansatz (Network Partitioning) unter Oracle 11

� Netzwerk wird aus dem Network Model als Java Objekt im Speicher generiert und nicht fortlaufend aktualisiert

� Editieren der Geometrien und des Network Models kann zu asynchronen Daten führen � veralteter Snapshot des NetworkModels im Speicher



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� Oracle unterstützt kein ‚Weltenkonzept‘

� Smallworld: Geometrien in verschiedenen Welten interagieren nicht miteinander und werden getrennt gerendert, können aber im selben Koordinatensystem liegen.

In Welten für trennt man Layer mit geographischer Lage (z.B. Wasserleitungen und Abwasserleitungen; Strom Hochspannung und Mittelspannung) o. auch Layer ohne realen geographischen Bezug (z. B. Schemapläne/Schaltpläne: jeder Schemaplan hat seine eigene Welt mit einem internen Koordinatensystem mit (0,0)Ursprung; in derselben Welt würden alle Schemapläne übereinanderliegen)


in Oracle Spatial – Weltenkonzept

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Schema-Welt 1

Schema-Welt 2

Geographische Welt


in Oracle Spatial – Weltenkonzept

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� Oracle definiert sich als reine Datenbank

� Keinerlei Funktionen oder Basistechnologie für Plotunterstützung

� Es fehlen:

� Templates

� Platzierungs-mechanismen

� Maßstäbe

� Etc.

� Muss alles auf Applikationsebene geschehen


in Oracle Spatial – Plotten

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… liefert eine gute Basis, erfordert aber noch einige technologische und funktionale Erweiterungen, um EVU-Netze GIS-konform abzubilden bzw. darstellen zu können.

Resümee

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Ein starkes Team durch Partnerschaft

Integration Ihrer Geodaten und Geofunktionen zur konsequenten Nutzung Ihrer Investitionen für die Prozesses des Unternehmens.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Mettenmeier GmbH

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