GIS-Funktionalitäten für SESAM Sammlungsdaten
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Entwicklung von neuen Erfassungstechniken und Optimierung bestehender Verfahren im GIS-Breich
Aufgabe im GBIF_DE-Projekt war es, innovative Verfahren im Bereich reverse Georeferenzierung und automatisierte Unterstützung bei der geografischen Verschlagwortung zu entwickeln. Die entwickelten Verfahren helfen bei der Qualitätssicherung und beschleunigen den Digitalisierungsvorgang bei Sammlungen. Als Client-Applikation können sich Datenbanken anschließen, um die Hierarchie der Geo-Objekte zu übernehmen und Punktkoordinaten zuzuordnen.
Der methodische Ansatz
Bei bekannten Koordinaten eines Punkts kann man die Bezeichnungen der Fläche, in dem sich der Punkt befindet, durch eine Verschneidung von den Geoobjekt Punkt mit dem Geoobjekt Fläche (Polygon) ermitteln. Datengrundlage sind hierfür Polygone, die zum einem Flächen im administrativen Bereich repräsentieren sowie Meeresgebietseinteilungen der IHO. Ebenso kann man Geoobjekte ermitteln, die in der Nähe des Punktes liegen (z. B. Nähe zu Flüssen und Riffen). Um die reverse Georeferenzierung technisch umzusetzen, benötigt man eine GIS-Infrastruktur, ein Geoobjekte Repository und einen Webservice.
Aufbau der GIS-Infrastruktur
Technische Voraussetzung für dieses Projekt war der Aufbau einer GIS-Infrastruktur. Die aufgebaute GIS-Infrastruktur setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen. Es wurde darauf geachtet, dass ausschließlich Open Source-Produkte eingesetzt werden. Somit kann diese GIS-Installation auch an andere Institute weitergegeben werden, ohne Lizenzkosten zu erzeugen.
Folgende Applikationen wurden aufgesetzt:
- Datenbank: Datenbank-Engine PostgreSQL mit der GIS-Erweiterung PostGIS
- Kartenserver: UMN Mapserver, Geoserver
- WebGIS Client: Mapbender 3 und OpenLayers
Bei der Architektur wurde streng darauf geachtet, dass die OGC-Spezifikationen (Open Geospatial Consortium) eingehalten wurden.
Die nachfolgende Abbildung 1 zeigt die aufgebaute GIS-Infrastruktur, die damit erstellbaren Anwendungen und die Kommunikation zwischen den Systemen.
Abb. 1: GIS-Infrastruktur und Anwendungsmöglichkeit;
Interaktionspfeile: Grün - Anfrage (request), Blau- Ergebnis (response)
Aufbau eines Geoobjekte-Repository
Folgende Geoobjekte wurden in das Repository importiert:
|
Art der Klassifikation |
Beschreibung |
Anzahl Geoobjekte |
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Administrative weltweit |
Grundlage: GADM (Database of Global Administrative Areas http://www.gadm.org); Pro Land bis zu vier Hierarchie-Ebenen |
210.000 |
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Ozeane und Meere weltweit |
Grundlage: IHO (International Hydrographic Organization ) |
100 |
|
Undersea feature names |
Grundlage: IHO-IOC GEBCO Gazetteer of Undersea Feature Names, www.gebco.net |
3.500 |
|
Verwaltungseinheiten Deutschland |
Grundlage: Bundesamt für Kartografie und Geodäsie (Open Data); bis auf die Gemeinde-Ebene |
16.000 |
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Flussabschnitte Deutschland |
Grundlage: Umweltbundesamt (http://www.umweltbundesamt.de) |
38.000 |
|
|
Geoobjekte insgesamt: |
267.600 |
Genereller Aufbau des geografischen Webservices
Der Webservice reverse-georeferencing agiert als Interface zwischen einem abfragenden System (Client-Seite) und der Datenbank mit dem Geografie-Repository (webservice). Die Applikation wurde in Java programmiert und wird über den Tomcat Servlet container nach außen hin zur Verfügung gestellt.
Abb. 2: Schematische Darstellung der Technik des Webservice mit Kommunikationswegen und eingesetzten Open Source-Produkten.
Nutzung des geografischen Webservices
Der Webservice ist öffentlich zugänglich und kann dann über folgende URL aufgerufen werden
http://webservice.senckenberg.de:8080/reverse-georeferencing/Suchformulierung
Zum besseren Verständnis von Webservices und deren Nutzungsmöglichkeiten wurde eine Webapplikation erstellt, die auf den reverse-georeferencing Webservice zugreift und das Ergebnis der Abfrage darstellt. Anhand dieser Applikationen können andere Institute den Webservice in ihre eigenen Applikationen einbauen. Dieser beispielhafte Client kann als Webapplikation unter folgender URL aufgerufen werden:
http://webservice.senckenberg.de:8080/reverse-georeferencing-client
Abb. 3: Webbasierte Client-Applikation (Screenshot)
Auf dieser Website ist auch die komplette Beschreibung des Webservice dokumentiert. Die im Hintergrund abgefragten Klassifikationen werden angezeigt. Technisch kann man folgendes sehen:
- Zusammensetzung der URL mit der Suchanfrage
(z. B. http://webservice.senckenberg.de:8080/reverse-georeferencing/findByCoordinates?lon=9&lat=49.7&intersection=2&nearest-intersection) - Zurückgelieferte XML-Datei
- Technische Beschreibung des Webservice: WADL (Web Application Description Language)
weitere Nutzungsmöglichkeiten der GIS-Infrastruktur
Kartendienst: Durch die OGC-konforme Umsetzung können aus dem Geoobjekte-Repository thematische Kartendienste für andere Institute zur Verfügung gestellt werden. Benutzt wird der standardisierte Webservice WMS. Diese Layer können je nach Anforderung erzeugt werden.
Webbasierter GIS-Client: Entwickelt wurde ein webbasierter GIS-Client auf Basis von Mapbender 3. Hiermit können Sammlungsdaten visualisiert werden. Funktionen wie Einbinden von Layern, Zoomen, Bearbeiten von Karten sind vorhanden.
