Home Geodatenmanagement Kompetenzen Geo-Analyse Web-Services  · 

Geo-Analyse mit Web-Services?

Mit einem neuem Standard, dem Web Processing Service (WPS), ist es möglich, Geodaten systemübergreifend zu analysieren. Was verbirgt sich hinter WPS? Kann man damit in der Praxis schon jetzt etwas anfangen? Der folgende Artikel gibt einen kurzen Überblick über den aktuellen Stand.

Karten sind nicht alles

Visualisierung reicht nicht immer aus

Was noch vor wenigen Jahren undenkbar schien, ist heute Realität: Über alle Systemgrenzen hinweg kann man Geodaten in einem einfachen Internetbrowser darstellen sowie Sachdaten abfrage. Und es ist egal, wo und in welcher Form diese Geodaten abgespeichert sind. Dank dem Web Map Service (WMS) und seinen Erweiterungen lassen sich im Intranet und Internet umfangreiche Geodatenportale aufbauen und Karten für verschiedenste Zwecke zugänglich machen.

Etwas weniger verbreitet ist die Anwendung des Web Feature Service (WFS), der es ermöglicht, Geoobjekte wie das Umringpolygon eines Bebauungsplan zu editieren, ebenfalls ohne dafür ein eigenes GI-System zu benötigen. Der WFS setzt mehr Kenntnisse über die verwendeten Geodaten voraus und ist deshalb nicht mehr ganz so leicht zu implementieren wie ein WMS.

Was passiert aber, wenn die reine Visualisierung, Sachdatenabfrage bzw. Editierung nicht ausreicht und Objekte räumlich analysiert werden müssen? Bei der Beurteilung von Mobilfunkstandorten spielt der Abstand zu Schulen und Kindertagesstätten eine Rolle. Der Investor fragt nach der Entfernung von Infrastruktureinrichtungen wie Haltstellen des ÖPNV zu seinem geplanten Gewerbestandort. Bei der Prüfung eines Bauantrages werden verschiedenste Objekte wie Altlasten und Denkmäler in einem bestimmten Umkreis um ein Flurstück selektiert.

Nun kann man zu Recht einwenden, dass sich diese Fragen mit jedem klassischen GIS beantworten lassen. An vielen Stellen, an denen diese Funktionen benötigt werden - Bauordnung, Bürgerservice, Jugend/Soziales -, lohnt sich ein vollwertiges GIS aus Kostengründen jedoch nicht und es kommt ein einfaches Web-GIS zum Einsatz.

Wie funktioniert ein Web Processing Service?

Funktionsschema eines WPS

Ein Web-GIS, das den Zugriff auf unterschiedlichste Datenquellen erlaubt, setzt konsequent auf Web-Services, vor allem im Open-Source-Umfeld. Damit unterliegt es den gerade genannten Einschränkungen. Abhilfe kann hier ein so genannter Web Processing Service, kurz WPS, schaffen. Ein WPS ermöglicht die räumliche Analyse von Geodaten über standardisierte Schnittstellen, analog zu einem WMS bzw. WFS.

Ohne in die programmiertechnischen Details einzusteigen, kann ein WPS folgendermaßen beschrieben werden:

• Über die "Get Capabilities"-Anfrage erhält man vom WPS ein XML-Dokument, das die verfügbaren Operationen, ihre Aufrufe und weitere Metadaten enthält.
• Mit der "Execute"-Operation werden die notwendigen Eingabeparameter an den Processing-Service übergeben.
• Über einen WFS werden dann die für die Analyse benötigten Geodaten aus einer Datenquelle ausgelesen.
• Anschließend erfolgt die Verarbeitung der Geodaten, bspw. eine Verschneidung.
• Das Ergebnis der Analyse wird in eine GML-Datei (XML) geschrieben und die Referenz dazu an den Anfragesteller - das Web-GIS - zurückgegeben, um das Ergebnis in einer Karte anzuzeigen.

So einfach wie hier dargestellt sieht es in der Praxis leider nicht aus. Die WPS-Spezifikation stellt einen Rahmen bereit, in den jede konkrete Analyse individuell eingepasst werden muss. Denn die räumliche Prozessierung von Geodaten hängt von wesentlich mehr Parametern ab als die reine Visualisierung als Rasterbild.

Aktueller Stand bei der OGC

Im Jahr 2005 wurde beim Open Geospatial Consortium (OGC), zuständig für die Entwicklung von Standards in der GIS-Welt, ein Diskussionspapier eingereicht. Im Rahmen eines "Interoperability Experiments" des OGC hat dann u.a. der Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie der RWTH Aachen in Kooperation mit dem Wupperverband (Stabsbereich GIS) einen WPS zur Verschneidung implementiert.

Derzeit liegt die Spezifikation für den WPS in der Version 1.0.0 vor, die von der OGC im Jahr 2007 veröffentlicht wurde. Auf Basis der Spezifikation gibt es erste Implementierung in Open-Source-Produkten. Die Firmen lat/lon und 52° North bieten den WPS-Framework in ihren jeweiligen Plattformen an.

Geodaten in einer organisationsweiten GDI analysieren

Der standardmäßige, operative Einsatz eines WPS ist mittlerweile möglich aber noch nicht sehr verbreitet. Auch wird die Implementierung und Nutzung eines WPS nie so einfach sein wie bei einem WMS, da jedes Mal die spezifische Analyse in die WPS-Schnittstelle eingebaut werden muss. Es bleibt dennoch die Anforderung bestehen, dass Nutzer, die keinen Zugriff auf ein vollständiges GIS haben, Geodaten analysieren wollen oder müssen. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Es besteht bei vielen etablierten GIS-Produkten die Möglichkeit, für Verschneidung, Bufferung etc. auf einen Hersteller-eigenen Server zuzugreifen, der Anfragen von einem Web-GIS verarbeiten kann. Dies hat den Nachteil, dass sowohl die Geodaten als auch die Abfrage-Syntax in einem dem Hersteller genehmen Format vorliegen müssen.
2. Die zweite Alternative besteht darin, räumliche Analysen von den genutzten GIS-Werkzeugen zu entkoppeln und direkt auf der Datenebene durchzuführen, mit Hilfe des Standards Geo-SQL. Voraussetzung ist, dass die Geodaten in einem OGC-konformen Format relational in einer Datenbank gespeichert sind. Dadurch stehen sie für jede Anwendung unmittelbar im Zugriff, egal ob es sich um ein Baugenehmigungsverfahren wie ProBauG oder SAP handelt.