Azmi, Elnaz

Hassler, Sibylle

Meyer, Jörg

Mälicke, Mirke

Strobl, Marcus

Zehe, Erwin

KITopen

E-Science-Initiative:VirtuelleForschungsumgebungenV-FOR-WaTerDas Projekt wird gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Baden Württemberg. Virtuelle Forschungsumgebung für die Wasser- und terrestrische UmweltforschungAzmi, E.1, Haßler, S. K.2, Mälicke, M.2, Meyer, J.1, Strobl, M.1, Zehe, E.21 Steinbuch Centre for Computing, Karlsruher Institut für Technologie (SCC, KIT), 2 Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG, KIT)V FOR WaTer Weitere Informationen auf:http://www.vforwater.de/Client• Daten und Werkzeuge verfügbar durch Webportal und über Schnittstellen für Analysesoftware (Matlab, Python, R). • Web Portal entwickelt mit quelloffe-nem Web Application Framework django. Design orientiert an gängigen Geoinformationssystemen (Fig. 2).• Durchdachtes Filtern der Daten nach Eigenschaften und Position.• Überwachung laufender Prozesse.• Hintergrundkarte basiert auf Open Street Map (OSM) und digitalen Höhen-modellen (ETOPO1, SRTM, Aster GDEM).• Umfangreiche Dokumentation zur Maximierung der Benutzerfreundlich-keit des Portals.AuthentifizierungAuthentifizierung & Autorisierung basiert auf Identitätsmanage-ment von bwIDM und Lightweight Directory Access Protocol (LDAP).lt_domain lt_projectspatial_ref_syslt_locationlt_usernm_meta_domaintbl_metatbl_datalt_source_typetbl_data_sourcelt_licenselt_qualitylt_sitelt_soiltbl_sensortbl_variable lt_unittbl_meta_publisher_id_fkeylt_project_user_id_fkeytbl_meta_creator_id_fkeylt_domain_pid_fkeyServer•  PostgreSQL mit PostGIS Erweiterung für raumbezo-gene Abfragen. Bereitstellen von hydrologischen Daten mit umfangreichen Metada-ten (Fig. 3) und OSM Shapes.•  Werkzeuge für hydrologi-sche Analyse als Sammlung von Web Processing Services (WPS) in einer Instanz von birdhouse. •  Daten für die Visualisie-rung verfügbar über GeoSer-ver als Web Map Service (WMS) und Web Feature Ser-vice (WFS).HintergrundDas Aufbereiten heterogener Datenbestände für wissen-schaftliche Analysen ist oftmals eine große Herausforderung. Die Datenaufbereitung für hydrologische Modellierungen er-fordert typischerweise das Umformatieren unterschiedlichs-ter Daten, umfangreiche Arbeiten in einem Geoinformations-system (GIS), das Generieren von Rechengittern und die Be-reitstellung von Start- und Randbedingungen. Der Oberrheingraben ist – dank langer Geschichte in der Um-weltbeobachtung und großer Diversität der Landschaftsräu-me – ideal für den Aufbau einer virtuellen Forschungsumge-bung als Teil einer koordinierten Langzeitbeobachtung. Die Basis hierfür bilden bestehende Forschungsgebiete der Uni-versitäten mit der Umweltbeobachtung der LUBW.Um den unterschiedlichen Ansprüchen in der Umweltfor-schung gerecht zu werden, wird die Virtuelle Forschungsum-gebung (VFU) in enger Zusammenarbeit von SCC und IWG entwickelt.ZielZweck von V-FOR-WaTer ist es, Wissenschaftlern einen schnellen und einfa-chen Zugang zu hydrologischen Daten zu bieten und eine Möglichkeit zu geben, gemeinsam Werkzeuge zur Datenanalyse zu nutzen, zu speichern und zu teilen. Heterogene Daten werden in Zeit und Raum skaliert, um den Zugriff auf kohä-rente Datenmatrizen im benötigten Format anbieten zu können. Zugriff erfolgt über ein Geoinformationssystem, und durch Schnittstellen zu Analysesoft-ware, um deren Funktionen nutzbar zu machen.ZukunftsfähigkeitLangfristig wird V-FOR-WaTer durch Daten aus der wissenschaftlichen Ge-meinschaft wachsen. Zusammen mit Messwerten speichern wir umfangreiche Metadaten wie Informationen zu den Proben, der Probenahme, zum Projekt, dem Besitzer und einen persistenten Identifikator (z.B. DOI). Um dem Nutzer das angemessene Zitieren der verwendeten Daten zu erleichtern, werden zu den Er-gebnissen auch die entsprechenden Referenzen geliefert. Besitzer von Daten können den Zugang darauf einschränken oder eine Karenzzeit festlegen.V-FOR-WaTerV-FOR-WaTer Web Portal OpenLayersdjangoIdentityproviderLDAPDatasourcesUniversity Projects(e.g. CAOS)Stateoffices(e.g. LUBW)Data storagePostgreSQLwithPostGISBirdhouseTools for hydrologyComputing environ-ment of userMatlabRPythonV-FOR-WaTer InterfaceDataFilteringDatavisualisationInput ResultInput ResultWPSWPSWMS/WFSFig. 2: Screenshot des V-FOR-WaTer Portals. Fig. 1: Komponentendiagramm für das V-FOR-WaTer Web Portal. Die große blaue Box zeigt die Komponenten, die auf den Servern des KIT implementiert werden. Fig. 3: Entitiy-Relationship Diagram der Metadaten der PostgreSQL Datenbank im V-FOR-WaTer Portal. Aufgeführt sind die Namen (Entities) und Ver-knüpfungen (Relations) der Tabellen.

V-FOR-WaTer - Virtuelle Forschungsumgebung für die Wasser- und terrestrische Umweltforschung

https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000161891/151260096

V-FOR-WaTer - Virtuelle Forschungsumgebung für die Wasser- und terrestrische Umweltforschung

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