Stand der Weiterentwicklung und Umsetzung des Standards XPlanung in Deutschland

Das XPlanung Datenmodell zur verlustfreien Übertragung digitaler Bauleit-, Raumordnungs- und Landschaftspläne zwischen unterschiedlichen IT-Systemen wurde auf früheren CORP Konferenzen bereits mehrfach vorgestellt. Der vorliegende Beitrag beleuchtet den aktuellen Stand bei der Weiterentwicklung von XPlanung sowie bei der Umsetzung und Einführung des Standards in der öffentlichen Verwaltung in Deutschland. Dabei wird insbesondere auf die aktuell laufenden Bemühungen eingegangen, XPlanung und den verwandten XBau-Standard aus dem Bauwesen zu offiziellen, für bestimmte Anwendungsfälle verpflichtend zu benutzende Standards des IT-Planungsrates zu machen. Im Rahmen dieses Prozesses ist eine Bedarfsbeschreibung erstellt worden, die allgemein die Anforderungen an Austauschstandards im Planungs- und Bauwesen sowie die Anwendungsfälle, die von derartigen Standards profitieren würden, beleuchtet. Weiterhin geht der Beitrag auf die aktuelle Weiterentwicklung von XPlanung im Bereich der Raumordnungsplanung sowie auf die laufende Umsetzung und Einführung von XPlanung in der Freien und Hansestadt Hamburg ein

Dynamische Erzeugung von Diagrammen aus standardisierten Geodatendiensten

Geodateninfrastrukturen (GDI) erfahren in den letzten Jahren immer weitere Verbreitung durch die Schaffung neuer Standards zum Austausch von Geodaten. Die vom Open Geospatial Consortium (OGC), einem Zusammenschluss aus Forschungseinrichtungen und privaten Firmen, entwickelten offenen Beschreibungen von Dienste-Schnittstellen verbessern die Interoperabilität in GDI. OGC-konforme Geodienste werden momentan hauptsächlich zur Aufnahme, Verwaltung, Prozessierung und Visualisierung von Geodaten verwendet. Durch das vermehrte Aufkommen von Geodiensten steigt die Verfügbarkeit von Geodaten. Gleichzeitig hält der Trend zur Generierung immer größerer Datenmengen beispielsweise durch wissenschaftliche Simulationen an (Unwin et al., 2006). Dieser führt zu einem wachsenden Bedarf an Funktionalität zur effektiven Exploration und Analyse von Geodaten, da komplexe Zusammenhänge in großen Datenbeständen untersucht und relevante Informationen heraus gefiltert werden müssen. Dazu angewendete Techniken werden im Forschungsfeld Visual Analytics (Visuelle Analyse) umfassend beschrieben. Die visuelle Analyse beschäftigt sich mit der Entwicklung von Werkzeugen und Techniken zur automatisierten Analyse und interaktiven Visualisierung zum Verständnis großer und komplexer Datensätze (Keim et al., 2008). Bei aktuellen Web-basierten Anwendungen zur Exploration und Analyse handelt es sich hauptsächlich um Client-Server-Systeme, die auf fest gekoppelten Datenbanken arbeiten. Mit den wachsenden Fähigkeiten von Geodateninfrastrukturen steigt das Interesse, Funktionalitäten zur Datenanalyse in einer GDI anzubieten. Das Zusammenspiel von bekannten Analysetechniken und etablierten Standards zur Verarbeitung von Geodaten kann dem Nutzer die Möglichkeit geben, in einer Webanwendung interaktiv auf ad hoc eingebundenen Geodaten zu arbeiten. Damit lassen sich mittels aktueller Technologien Einsichten in komplexe Daten gewinnen, ihnen zugrunde liegende Zusammenhänge verstehen und Aussagen zur Entscheidungsunterstützung ableiten. In dieser Arbeit wird die Eignung der OGC WMS GetFeatureInfo-Operation zur Analyse raum-zeitlicher Geodaten in einer GDI untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der dynamischen Generierung von Diagrammen unter Nutzung externer Web Map Service (WMS) als Datenquellen. Nach der Besprechung von Grundlagen zur Datenmodellierung und GDIStandards, wird auf relevante Aspekte der Datenanalyse und Visualisierung von Diagrammen eingegangen. Die Aufstellung einer Task Taxonomie dient der Untersuchung, welche raumzeitlichen Analysen sich durch die GetFeatureInfo-Operation umsetzen lassen. Es erfolgt die Konzeption einer Systemarchitektur zur Umsetzung der Datenanalyse auf verteilten Geodaten. Zur Sicherstellung eines konsistenten und OGC-konformen Datenaustauschs zwischen den Systemkomponenenten, wird ein GML-Schema erarbeitet. Anschließend wird durch eine prototypischen Implementierung die Machbarkeit der Diagramm-basierten Analyse auf Klimasimulationsdaten des ECHAM5-Modells verifiziert.Spatial data infrastructures (SDI) have been subject to a widening dispersion in the last decade, through the development of standards for the exchange of geodata. The open descriptions of service interfaces, developed by the OGC, a consortium from research institutions and private sector companies, alter interoperability in SDI. Until now, OGC-conform geoservices are mainly utilised for the recording, management, processing and visualisation of geodata. Through the ongoing emergence of spatial data services there is a rise in the availability of geodata. At the same time, the trend of the generation of ever increasing amounts of data, e. g. by scientific simulation (Unwin et al., 2006), continues. By this, the need for capabilities to effectively explore and analyse geodata is growing. Complex relations in huge data need to be determined and relevant information extracted. Techniques, which are capable of this, are being described extensively by Visual Analytics. This field of research engages in the development of tools and techniques for automated analysis and interactive visualisation of huge and complex data (Keim et al., 2008). Current web-based applications for the exploration and analysis are usually established as Client-Server approaches, working on a tightly coupled data storage (see subsection 3.3). With the growing capabilities of SDI, there is an increasing interest in offering functionality for data analysis. The combination of widely used analysis techniques and well-established standards for the treatment of geodata may offer the possibility of working interactively on ad hoc integrated data. This will allow insights into large amounts of complex data, understand natural interrelations and derive knowledge for spatial decision support by the use of state-of-the-art technologies. In this paper, the capabilities of the OGC WMS GetFeatureInfo operation for the analysis of spatio-temporal geodata in a SDI are investigated. The main focus is on dynamic generation of diagrams by the use of distributed WMS as a data storage. After the review of basics in data modelling and SDI-standards, relevant aspects of data analysis and visualisation of diagrams are treated. The compilation of a task taxonomy aids in the determination of realisable spatio-temporal analysis tasks by use of the GetFeatureInfo operation. In the following, conceptual design of a multi-layered system architecture to accomplish data analysis on distributed datasets, is carried out. In response to one of the main issues, a GML-schema is developed to ensure consistent and OGC-conform data exchange among the system components. To verify the feasibility of integration of diagram-based analysis in a SDI, a system prototype is developed to explore ECHAM5 climate model data

Semantische Modellierung von geomorphologischenObjekten in einem Geoinformationssystem (GIS) unter besonderer Berücksichtigungvon Wänden und steilen Hangbereichen

Die vorliegende Arbeit ist im Graduiertenkolleg "Das Relief - eine strukturierte und veränderliche Grenzfläche" an der Universität Bonn entstanden. Sie befasst sich mit der formalen semantischen Modellierung und geometrischen Repräsentation von Wänden und steilen Hangbereichen aus der Sicht der Geoinformation. Im Fokus stehen die Fragen, wie geomorphologisches Fachwissen auf Grundlage internationaler Standards formalisiert und die im Rasterformat nicht zu fassenden Geometrien dieser z. T. überhängenden Formen repräsentiert werden können. Dabei muss der diskursive Formalisierungsgrad innerhalb der Geomorphologie dem Formalisierungsanspruch der Geoinformation angepasst werden. Wände und steile Hangbereiche stellen ein bedeutendes Naturgefahrenpotential für alpine Gebiete der gesamten Welt dar. Mit Felswänden verbundene Prozesse, wie Felsstürze oder Steinschlag, bedrohen Siedlungen und Tourismus. Die Erforschung dieser Landformen ist Aufgabe der Geomorphologie und nimmt dort wegen ihrer schnell ablaufenden Prozesse eine besondere Stellung ein. Eine auf Rasterdaten basierende Repräsentation ermöglicht allerdings keine ausreichende Analyse dieser Bereiche des Georeliefs, z. T. überhängende Wände sind mit klassischen Luftbildern nicht zu erfassen. Methoden zur terrestrischen Erhebung, etwa mittels Photogrammetrie, sind in der Geomorphologie wenig verbreitet. Auch liegen keine weiterreichenden formalen semantischen Modellierungen der betrachteten Objekte, ihrer funktionalen Beziehungen und anderer, grundlegender Konzepte der Fachwissenschaft vor. Eine geeignete geometrische Repräsentation und eine formale Semantik auf Grundlage internationaler Standards sind aber Voraussetzung für den weltweiten Austausch von Informationen innerhalb der Geomorphologie. Hier wird eine formale semantische Modellierung der grundlegenden Konzepte der Geomorphologie, insbesondere aber von Wänden und steilen Hangbereichen vorgelegt. Dafür wurde das geomorphologische Wissen gesichtet und in die formale Sprache UML überführt, die eine Implementierung des Modells in ein Datenbankmanagementsystem ermöglicht. Als geometrische Repräsentationsform, die einen Austausch von Daten garantiert, wurde der ISO 19107 "Spatial Schema" gewählt. Zur nachhaltigen Speicherung der modellierten Konzepte und geometrischer Repräsentationen kommt das objekt-relationale Datenbankmanagementsystem Oracle Spatial zum Einsatz. Zur Erfassung von z. T. überhängenden Wänden werden die Möglichkeiten der terrestrischen Photogrammetrie unter Verwendung einer handelsüblichen Kamera aufgezeigt. Hierfür wurde eine Möglichkeit geschaffen, die Photos zu orientieren und Neupunkte auf ihnen zu kartieren. Eine semantische Modellierung geomorphologischer Konzepte auf Grundlage internationale Standards ist durchführbar und weist weitreichende Vorteile auf. Diese sind neben einer differenzierten Betrachtungsmöglichkeit vor allem die Repräsentation von 3D-Geometrien. Weiter können auf Klassenkonzepte basierende semantische Modellierungen in DBMS überführt und die modellierten Phänomene damit informationstechnisch verarbeitet werden. Methoden der terrestrischen Photogrammetrie ermöglichen es, mit der hier entwickelten Software "GeoSamt" die besonderen Stellen des Reliefs aufzuklären.Semantic modelling of geomorphological objects within a geoinformation system (GIS) with emphasis on walls and steep slopes This thesis was written within the research training Group “Landform - a structured and variable boundary layer”. It occupies itself with formal semantic modelling and geometric representation of walls and steep slopes for financial geoinformational purposes. The main focus is on the questions of how to formalise specific knowledge of geomorphology on the basis of international standards and how to represent the geometries of partially overhanging forms, which cannot be captured in raster format, with concepts of geoinformation. Therefore, the semantic gap between geomorphology and geoinformation has to be considered. Walls and steep slopes are a major threat in alpine regions all over the world. Processes associated with rockwalls, such as rockfall, threaten settlements and the tourist infrastructure. It is the task of geomorphology to investigate these landforms. Because of their special processes and their significance within the concept of the sediment cascade, the investigation of these landforms is of special interest. A representation based on raster data does not, however, render a sufficient analysis of these parts of the georeliefs possible, as partially overhanging walls cannot be captured from above. Methods of terrestrial data capture, e.g. photogrammetry, are scarcely used in geomorphology. Moreover, far-reaching formal semantic modelling of the objects in question, their functional relations and other basic concepts of geomorphology do not yet exist. However, a suitable geometric representation and formal semantics based on international standards are prerequisites for the analysis of objects, their genesis and their interaction in a GIS. They are therefore vital for interdisciplinary investigation of land surfaces and the interchange of information. The present work introduces a formal semantic model of basic geomorphological concepts, focussed on walls and steep slopes. For this task, the specific existing geomorphological knowledge was screened and transferred into UML, which enabled an implementation of the model in a database management system. The ISO 19107 „Spatial Schema” was chosen as a geometric form of representation that guarantees an easy data exchange. The object-relational database management system Oracle Spatial was used for the persistent storage of the modelled semantic concepts and the geometric representation. In order to capture partly overhanging walls, the facilities of terrestrial photogrammetry were documented, using a consumer camera. For this the possibility to orientate the photos and to map new points was created. Semantic modelling of geomorphological concepts based on international standards is feasible and offers a number of advantages. Apart from rendering a differentiated investigation possible, these are especially the representations of 3D geometries. Furthermore, semantic modelling based on class concepts can be transferred into the DBMS and thus the modelled phenomena can be processed. Methods of terrestrial photogrammetry combined with the software „GeoSamt“ - which was developed for this work - allow a thorough investigation of the specific parts of the relief

Umgebungsmodelle und Navigationsdaten für ortsbezogene Dienste in Gebäuden

Ortsbezogene Dienste in Gebäuden (Indoor Location-based Services, I-LBS) sammeln, verarbeiten und stellen Informationen bereit, die in Abhängigkeit der Aufenthaltsorte ihrer Zielobjekte sowie auf der Grundlage eines Umgebungsmodells des jeweiligen Gebäudes berechnet werden. Die Anwendungsbereiche von I-LBS reichen dabei von personenbezogenen Diensten wie z.B. Navigation, ortsbezogenen Benachrichtigungen und Ressourcen-Suche über organisationsbezogene Dienste zur Steuerung und Optimierung von Arbeitsprozessen und Ressourcen bis hin zu Anwendungen, die personen- und organisationsübergreifend Informationen über Zielobjekte und deren jeweilige Umgebungen austauschen. Für die Erzeugung und Nutzung von Umgebungsmodellen ergeben sich mehrere Herausforderungen: Bei der automatischen Erzeugung eines Modells müssen die Eigenschaften eines Gebäudes so erfasst werden, dass dadurch nicht nur Orte gesucht oder kürzeste Wege ermittelt werden können, sondern auch Navigationsdaten für die Berechnung von Navigationsanweisungen zur Verfügung stehen. Dabei stellt sich die Frage, wie ein solches Umgebungsmodell aufgebaut sein muss und wie es sich berechnen lässt. Zur Bereitstellung für verschiedene Dienste wird ein geeignetes Format benötigt, in dem alle relevanten geometrischen, symbolischen und topologischen Informationen über ein Gebäude abgebildet sind. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch unterschiedliche Positionierungsverfahren, die miteinander kombiniert werden können und deren heterogene Positionsdaten integriert werden müssen. Für die Realisierung von Indoor-Navigationssystemen besteht sowohl bei stationären als auch bei mobilen Lösungen eine Herausforderung in der Berechnung von dedizierten Navigationsanweisungen. Diese leiten einen Benutzer anhand von textbasierten oder graphischen Hinweisen zu seinem Ziel, dabei können auch Landmarken in die Navigationsanweisungen mit einbezogen werden. Im Rahmen dieser Dissertation werden neue Lösungen für die vorgenannten Probleme aufgezeigt, und die entwickelten Konzepte werden anhand von Simulationen sowie praktischen Umsetzungen diskutiert.Indoor Location-based Services (I-LBS) collect, process and provide information by taking into account the properties of a building and the locations of mobile targets inside. Application scenarios for I-LBS include personal services such as navigation, location-dependent notifications or searching for resources, as well as corporate services for managing and optimizing workflows, and services that combine location data from targets among several organizations. Creating and utilizing a location model involves several challenges: the properties of a building need to be modeled in a way which allows for computations not limited to searching for nearby places or calculating shortest paths, but also include navigation data, which is required for providing navigation instructions. Thus a central question is which information should be included in a location model and how can it be computed. In order to provide location models for different services, an appropriate format is required, which covers the relevant geometric, symbolic and topological information. Also positioning systems play an important part, given that they can be combined with each other and that their heterogeneous position data need to be integrated. Providing intelligible and dedicated navigation instructions poses a challenge for the realization of both stationary and mobile indoor navigation systems. Such instructions guide users to their destination by means of textual or graphical references, which both can be further enriched by incorporating landmarks into the navigation instructions. This dissertation develops new solutions to the above-mentioned problems and the presented concepts are evaluated on the basis of simulations and practical implementations

Gesellschafts-Spiel Karte

Neben der fest verfassten und auf eine Tradition fundierter Erkenntnisse zurückblickenden wissenschaftlichen und der im Streben nach höchster Qualität diese normativen Resultate befolgenden angewandten Kartographie entsteht in den letzten Jahren eine weitere Gruppe kartographischer Akteure: Sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis bearbeiten Menschen kartographische Themen, ohne sich in der Tradition einer Kartographie zu sehen, und oft ohne fundamentale kartographische Forschungsergebnisse zu berücksichtigen. Besonders die sehr stark technologie-getriebenen Web-Kartographien – sie zeichnen sich zusätzlich durch die hohe Zahl an beteiligten Akteuren aus – stehen im Zentrum eines handlungstheoretischen Zugangs, der untersucht, inwiefern die Diskurse in diesen »impliziten« Kartographien von denen einer traditionellen Kartenerstellung abweichen. Dies wird sowohl als Anstoß zur Diskussion über die Qualität solcher Kartierungen und allfällige weitere Forschung (auch des Autos selbst) betrachtet, als auch als Basis für eine Annäherung an diese neuen Kartographie mit ihren technologisch fortgeschrittenen Entwicklungen.Cartography has been an accepted branch of science as well as arts and a well-established profession for a number of decades. It builds upon funded results of elaborate research on a wide variety of aspects of maps. The applied cartography readily employs those findings in a permanent quest for a ever-higher quality of maps. In the last years there has developed another group of actors in the field of cartography: Both in academic and in applied fields, cartographic topics are being worked upon by people who don’t see themselves connected to Cartography, and who more often than not ignore fundamental findings of cartographic research. It is especially the technology-driven web-cartographies – also featuring a distinctly large number of participating actors – which are in the focus of this agency-centered approach to find the differences in the discourses of those “implicit” and traditional cartographies. The findings shall function as a discussion starting point on further studies on the characteristics of such cartographies, expect to read more from this author. Finally it can also be seen as a basis for bringing together the advantages of this new cartographies and their advanced technologies with the quality-assuring findings of a traditional Cartography

Open Government Data in Österreich

Open Government Data (OGD) steht für eine Entwicklung der letzten Jahre, die ihren Ausgang in den USA nahm und seit etwa 2 Jahren auch in Österreich umgesetzt wird. „Offene Verwaltungsdaten sind jene Datenbestände des öffentlichen Sektors, die von Staat und Verwaltung im Interesse der Allgemeinheit ohne jedwede Einschränkung zur freien Nutzung, zur Weiterverbreitung und zur freien Weiterverwendung frei zugänglich gemacht werden.“ [von Lucke 2012/12: 6]. In Österreich sind Datensätze mit Personenbezug von der Veröffentlichung ausgenommen. Dabei sind OGD eine Weiterentwicklung der Konzepte von Open Government und Open Data. Als Vorteile für Open Government Data werden: besser informierte Bürger, finanzielle Vorteile in der Verwaltung und positive volkswirtschaftliche Aspekte genannt. In Österreich gibt es zurzeit 12 staatliche und kommunale Stellen, die ihre Daten OGD-konform anbieten. Ein Großteil der angebotenen Datensätze weist einen Raumbezug auf. Auf Basis von OGD wurden bisher österreichweit etwa 80 Anwendungen erstellt. Der Großteil der bekannten Anwendungen wurde von Menschen ohne kartographischem Hintergrund erstellt. Man spricht in diesem Zusammenhang von Neokartographie. Die Herausgabe öffentlicher Daten unter der OGD-Bedingungen geschieht in Österreich derzeit auf freiwilliger Basis, daher schwankt der Umfang der angebotenen Daten sehr stark. Seitens der Europäischen Kommission wurde mehrfach auf das Potential offener Daten hingewiesen.The idea of Open Government Data (OGD) was developed in the United States a few years ago. The first implementation in Austria started about 2 years ago at the city of Vienna. Open Government Data stands for data and information produced or commissioned by government, that are approved for everyone to use, re-use and re-distribute without any restrictions [cf. von Lucke 2012/12: 6]. In Austria personal data or information are protected from publication. OGD is the further stage of the two concepts Open Government and Open Data. Advantages of Open Government Data are better informed citizens, financial benefits within the public administration and economic gain for the society. At the moment 12 austrian governments or government controlled entities share their data in an open way. The majority of the data are spatial. On this basis, about 80 applications have been realized until now. The vast majority of applications are being produced by citizens without cartographic background. This trend is called neocartography. The whole OGD-movement in Austria is based on the voluntary cooperation of some agencies. This determines that the amount and quality oft the provided information is very inconsistent. The European Commission praised the potential of open data several times

XPlanGML – Innovatives Objektmodell für Austausch, Auswertung und Visualisierung räumlicher Pläne?

Das Objektmodell XPlanung wird seit zehn Jahren im Rahmen von E-Government-Initiativen weiterentwickelt, um Festlegungen, Darstellungen und Festsetzungen von Planwerken der Raumordnung bzw. Bauleitplanung in einem herstellerunabhängigen Datenmodell semantisch beschreiben zu können und Planwerke verlustfrei zwischen unterschiedlichen Akteuren und den von ihnen genutzten Softwaresystemen austauschen zu können. Auf Basis eines einheitlichen Objektmodells können über Open Geospatial Consortium (OGC 2014)-konforme Darstellungs- und Downloaddienste die Inhalte von Bauleitplänen über Verwaltungsgrenzen hinweg standardisiert ausgewertet werden bzw. für Beteiligungs- und Prüfverfahren in E-Government-Verfahren bereitgestellt werden. Mithilfe von XPlanung können zudem die Bereitstellungspflichten von Bauleitplänen im INSPIRE bzw. Open-Data-Kontext erfüllt werden