Das Ziel dieser Arbeit ist die Lösungsfindung zur konformen Bereitstellung von Geodaten über Web Coverage Services innerhalb der GDI-MV. Es werden dabei verschiedene Softwarelösungen vorgestellt und mit den Anforderungen der GDI-MV verglichen. Des Weiteren gehört die Validierung sowie die anschließende Überwachung des Dienstes zu den Anforderungen als Geodaten-Dienstleister und ist folglich wichtiger Bestandteil der Qualitätssicherung.
Zunächst werden die für das Verständnis dieser Arbeit notwendigen rechtlichen Rahmenbedingungen und technischen Grundlagen zu Web Coverage Services, sowie weitere zum Einsatz kommenden Technologien vorgestellt. Die Vorgaben und Richtlinien von AdV, INSPIRE und OGC in Bezug auf die Bereitstellung werden vermittelt. Darüber hinaus wird das Konzept eines Web-GIS-Servers erläutert und die dazugehörigen Anforderungen formuliert. Anschließt lässt sich auf Grundlage dieser Anforderungen die Auswahl eines geeigneten Servers treffen. Der gewählte Server wird darauffolgend weiter erläutert. Es wird eingegangen auf Themen wie die Funktionen, die Installation, sowie auf die Konfiguration eines Web Coverage Services.
Nachfolgend werden verschiedene Verfahren zum Überprüfen bzw. zur Überwachung des bereitgestellten Dienstes vorgestellt und verglichen. Schließlich wird der Funktionsumfang der vorhandenen Softwarelösung durch eine individuelle Erweiterung weiter ausgebaut. Abschluss der Arbeit bildet ein zusammenfassendes Fazit und Ausblick auf zukünftiges bzw. weiteres Vorgehen im Rahmen des Einsatzes von WCS innerhalb des Unternehmens.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
1.1 Zielsetzung und Motivation
1.2 Aufbau der Arbeit
1.3 Vorstellung des Unternehmens
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN
2.1 Web Coverage Service
2.1.1 WCS Core und Erweiterungen
2.1.2 Abfrageoperationen
2.2 Technische Standards und Normen
2.2.1 Geodateninfrastruktur
2.2.2 AdV Handlungsempfehlung
2.2.3 Open Geospatial Consortium
2.2.4 INSPIRE Richtlinien
2.2.5 Inkonsistenzen und Harmonierungsansätze
3 BEREITSTELLUNG
3.1 Geoinformationssysteme
3.2 Vergleich WebGIS-Server
3.2.1 Geoserver
3.2.2 MapServer
3.2.3 Rasdaman
3.2.4 QGIS-Server
3.3 Entscheidung
3.4 MapServer
3.4.1 Portabilität
3.4.2 Datenzugriff
3.4.3 Installation
3.4.4 Map-Datei
4 VALIDIERUNG & TEST
4.1 QGIS
4.2 GDI-DE-Testsuite
4.3 INSPIRE-Validator
5 ÜBERWACHUNG - QUALITY OF SERVICE
5.1 GDI-DE Testsuite
5.2 GeoHealthCheck
5.2.1 Architektur
5.2.2 Kernkonzept
5.2.3 Installation
5.2.4 Plugins
6 VERBESSERUNGSMÖGLICHKEITEN
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
7.1 Auswertung der Bereitstellung, Validierung & Überwachung
7.2 Ausblick
7.3 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht in der Lösungsfindung zur konformen Bereitstellung von Geodaten über Web Coverage Services (WCS) innerhalb der GDI-MV. Dabei wird eine geeignete Softwarelösung identifiziert, implementiert sowie durch Validierungs- und Überwachungsprozesse qualitätsgesichert.
- Analyse technischer Standards (OGC, INSPIRE, AdV) für Web Coverage Services.
- Vergleich und Auswahl geeigneter Open-Source WebGIS-Server (MapServer, GeoServer, etc.).
- Konfiguration und Bereitstellung eines WCS unter Einhaltung technischer Vorgaben.
- Entwicklung und Einsatz von Monitoring-Lösungen zur Qualitätssicherung und Überwachung der Dienstgüte (QoS).
Auszug aus dem Buch
2.1 Web Coverage Service
Ein Web Coverage Service definiert eine durch das OGC standardisierte Schnittstelle, die den interoperablen Zugriff auf räumliche „Coverages“ ermöglicht. Rasterdaten, also Geodaten die flächig über ein Raster definiert sind, wobei an jedem Raster Informationen wie Farbe oder Höhe gespeichert werden können. In der Regel handelt es sich dabei um Geodaten wie Satellitenbilder, Luftbilder, Höhendaten oder andere Phänomene, die räumlich und/oder zeitlich variieren (multidimensionale Daten). Ein WCS liefert diese Daten mit ihrer vollen Semantik zurück, so dass diese optimal maschinell weiterverarbeitet werden können. [1]
Gerade Rasterdaten nehmen in ihrer Wichtigkeit immer mehr zu, indem sie für Gesellschaft und Wirtschaft unabdingbar werden. Coverages werden von der OGC und der internationalen Organisation für Normung (ISO) in den jeweiligen Standards als vereinheitlichendes Paradigma für räumlich-zeitliche, regelmäßige und unregelmäßige Gitter, Punktwolken, und allgemeine Netzte verwendet. Beide sind harmonisiert im Coverage Implementation Schema (CIS) und verwirklicht im Coverage-Dienstmodell. Der Hauptvorteil von Coveragedaten und Dienstleistungen ist es, dass die Durchführung von räumlich-zeitlichen Analysen in Kombination mit anderen Datenschichten (anderen Coverages) möglich ist. CIS mit WCS implementiert ist stark verbreitet und in der Praxis durchaus positiv bewertet. [2]
Die Daten können dabei sehr detailliert und reichhaltig sein. Neben der Visualisierung können mit dem WCS thematische Daten bereitgestellt werden, beispielsweise zur Verwendung in komplexen Klima- oder Überflutungssimulationen. [3]
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG: Dieses Kapitel motiviert die Arbeit vor dem Hintergrund notwendiger interoperabler Geodatendienste und beschreibt den Aufbau sowie das beteiligte Unternehmen.
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN: Hier werden das Web Coverage Service (WCS) sowie die relevanten Standards wie OGC, INSPIRE und AdV als Basis für die weitere Umsetzung erläutert.
3 BEREITSTELLUNG: Es erfolgt ein Vergleich verschiedener WebGIS-Server, gefolgt von der Auswahl, Konfiguration und Installation des MapServers.
4 VALIDIERUNG & TEST: Dieses Kapitel beschreibt die Konformitätsprüfung des Dienstes mittels QGIS, der GDI-DE-Testsuite und des INSPIRE-Validators.
5 ÜBERWACHUNG - QUALITY OF SERVICE: Hier wird die Implementierung eines Monitoringsystems (GeoHealthCheck) zur Überprüfung der Dienstgüte vorgestellt.
6 VERBESSERUNGSMÖGLICHKEITEN: Dieses Kapitel diskutiert Ansätze zur weiteren Optimierung der Sprachunterstützung und Erweiterung des Funktionsumfangs.
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Bereitstellung und Überwachung zusammen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung.
Schlüsselwörter
Web Coverage Service, WCS, Geodaten, GDI-MV, INSPIRE, OGC, MapServer, GeoHealthCheck, WebGIS, Rasterdaten, Qualitätssicherung, Interoperabilität, Dienstgüte, Konformität, Geoinformationssysteme.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Konzeption, Bereitstellung, Validierung und Überwachung eines Web Coverage Service (WCS) zur Bereitstellung von Rasterdaten in einer Geodateninfrastruktur.
Welches sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen sind Geodatendienste, Open-Source-Technologien im GIS-Bereich, Einhaltung von EU-Richtlinien (INSPIRE) und nationalen Standards (AdV) sowie das Monitoring der Dienstgüte (QoS).
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist die Findung einer Lösungsstrategie zur konformen Bereitstellung von Geodaten über einen Web Coverage Service innerhalb der GDI-MV unter Berücksichtigung verschiedener Servertechnologien.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine Literaturanalyse zu Normen und Standards sowie einen praktischen Vergleich verschiedener Softwarelösungen (Benchmarking) und die Implementierung einer Testumgebung.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst die technische Grundlagenforschung, den Vergleich von Kartenservern wie MapServer und GeoServer, die detaillierte Installationsanleitung, die Validierung mittels Testsuiten und die Entwicklung eines Plugins für GeoHealthCheck.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist durch Begriffe wie Web Coverage Service (WCS), INSPIRE-Richtlinien, GDI-DE, MapServer und GeoHealthCheck charakterisiert.
Warum wurde MapServer gegenüber anderen Lösungen wie GeoServer bevorzugt?
MapServer wurde aufgrund seiner Performance bei der Raster-Neuprojektion, seiner Stabilität bei Lasttests und der effizienten Konfiguration über Map-Dateien ausgewählt.
Welchen Zweck erfüllt das selbst entwickelte GeoHealthCheck-Plugin?
Das Plugin ermöglicht eine tiefgehende Überprüfung der WCS-GetCoverage-Antwort (Status-Codes, Inhaltsprüfung von Bilddaten), die über die Standard-Tests der GDI-DE-Testsuite hinausgeht.
- Citar trabajo
- Malte Lange (Autor), 2021, Ein Web Coverage Service unter Einhaltung der Richtlinien von INSPIRE und AdV. Bereitstellung, Entwicklung und Überwachung, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1152669
