OGC / ISO - konformes Datenmanagement

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OGC / ISO - konformesDatenmanagement
RR z.A. Dipl.-Ing. Mathias Thelker Dezernat
Geoinformatik, II 1 (3)Amt für
Geoinformationswesen der Bundeswehr
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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 gt einfacher Austausch von
  Komponenten
• Unterstützung jeder Applikation/jedes Systems,
  das standardisierte Schnittstellen (z. B. OGC)
  verwendet.

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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

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Deckung der Forderungen

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

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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.

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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.

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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

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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)

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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

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7 Geoinformationen aus einer Hand

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

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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

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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

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GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung

• Vorgaben zur ISO-/OGC-konformen Datenhaltung
• Datenhaltung
• Vollständige Modellierung von XML/GML-Objektstrukt
  uren
• 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.)

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GeoInfo-Datenbasis - Datenhaltung
Schema.xsd
Daten.xml
XML-API

• SAX
• DOM
• XQuery
• ...

GML-DB Oracle,PG,MySQL,...
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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

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GeoInfo-Datenbasis Versionierung
Objekt 1
GML-ID
Version 1
Attribute
Relationen
LZIB 10.02.2002101533E 15.05.2007123321
Version 2
Attribute
Relationen
LZIB 15.05.2007123321
Relation in bevorzugter Richtung
inverse Relation / Gegenrelation
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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.

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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

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Kleines Schema
Anwendungsschicht(Application Layer)?
Offene Diensteschicht(OGC Service 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)?
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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

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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.

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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- Koordinatenreferenzsyste
  me (GeoInfoKoordReg)?
• alle Informationen, die für die Beschreibung
  einer Position und die für die Transformation von
  Systemen notwendig sind.

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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.

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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

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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

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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
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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

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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

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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)
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