GIS im WWW: Beispiele und Nutzen

GIS im WWW: Beispiele und Nutzen
Florian BRANDI-DOHRN
Zusammenfassung
Das WWW ist heute in aller Munde, und die stark wachsenden Zahlen von WWW-Nutzern
sind hinreichend bekannt. Wie können GIS - Anwender von dieser Entwicklung profitieren?
Anhand einiger bestehenden Beispiel-Applikationen aus den Bereichen öffentliche
Verwaltungen und Versorgungsunternehmen werden für Besitzer großer geographischer
Datenbestände die Möglichkeiten der Nutzung des Internets oder Intranets im Bereich GIS
dargestellt.
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Hintergrund
Bei der Schaffung eines GIS ist die zeitaufwendige Erfassung der Geodaten und die
Hinterlegung mit sinnvollen Sachdaten der kostenintensivste Teil. Dieser Schritt ist
mittlerweile für viele große Anwender, wie Katasterämter, Entsorgungs- und
Versorgungsunternehmen, oder Telekoms weitgehend abgeschlossen. Heute geht es in
zunehmendem Maße um die Nutzung dieser Geodaten. Die meisten Anwender haben einen
dringenden Auskunftsbedarf auf die geographischen Daten und die hinterlegten Sachdaten.
Andere Anwender wollen das Geodatenangebot zu weitergehenden Analysen unter
Verschneidung verschiedener Datensätze nützen. Berücksichtigt man nach dem
Metcalfe'schen Gesetz, daß der Nutzen für alle mit dem Quadrat der Teilnehmerzahl wächst
(Robert Metcalf ist Gründer von 3Com und Vater des Ethernet), so wird sehr schnell
offensichtlich, was für ein gewaltiges Potential in den heute bestehenden
Geodatenbeständen enthalten ist.
Eine webbasierte Verteilung der Geodaten kann fast immer gegenüber der herkömmlichen
Verteilung der Geodaten auf einzelne PCs mit Vollversionen eines GIS-Programmes
bevorzugt werden. Die Webapplikation kann zentral administriert werden, womit sich
Software wie Daten einfach verwalten lassen. Damit ergibt sich ein geringerer Pflegeaufwand
und je nach Nutzerzahl auch geringere Lizenzgebühren, da nicht an jedem Arbeitsplatz
Vollversionen der Software installiert werden müssen. Nachteile ergeben sich aus einer
höheren Belastung für den Server und das Netzwerk. Zudem sind derzeit die StandaloneApplikationen noch zu komplexeren Anwendungen als Webapplikationen fähig.
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Webapplikationen
Auch bei den Webapplikationen ein Trend zu intelligenteren Webclients zu verzeichnen.
Grundsätzlich sind erst einmal entsprechend den Nutzeranforderungen zwei Gruppen von
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Florian Brandi-Dohrn
Webapplikationen zu unterscheiden: Zum einen Applikationen, die meist unter einem
Namen wie Internet Map Server (IMS) angesprochen werden, die Auskunftsfunktionalität
in Form von Rasterbildern (vereinzelt auch einfache Vektordaten) und Sachdaten zur
Verfügung stellen; zum anderen die wesentlich weniger stark verbreitete Applikation des
sogenannten Internet Data Server (IDS), der anspruchsvollere Nutzer mit Vektordaten für
weitergehende Analysen versorgt. Auf Seiten des Webclients sind bei dem IMS vor allem
Funktionen wie Zoom, Pan, Ebenenauswahl, Druck, Sachdatenauskunft zu graphischen
Elementen und Kartenauswahl auf Basis von Sachdatensätzen wichtig. Der Webclient des
IMS wird in zunehmendem Maße in JAVA anstelle von HTML implementiert. Da HTML nur
eine Text beschreibungsprache darstellt, lassen sich mit der Programmiersprache JAVA
wesentlich intelligentere Webclients einrichten. IMS Server unterscheiden sich darin, daß
sie entweder statisch auf einmal erzeugte Rasterbilder oder dynamisch auf eine
Geodatenbank zugreifen. Letztere haben den großen Vorteil der absoluten Aktualität der im
Webclient angezeigten Geodaten.
Abb. 1:
Screenshot des SICAD Internet Data Server: Gezeigt wird der Reiter "Data Pool",
in dem die serverseitig benutzerspezifisch und allgemein verfügbaren Dateien
gelistet werden. In dem Reiter "Profiles" werden Benutzerprofile verwaltet, die
eine Zugriffsrechteverwaltung auf die Daten erlauben. In dem Reiter "Geodata
Selection" erfolgt die Selektion der gewünschten Geodaten entweder über einen
Internet Map Server, über vorkonfektionierte Listen, oder über
Metadatennavigation. In dem Reiter "Export" wird die Übertragung über das
Internet zum Benutzer angestoßen.
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Bei dem IDS ist ein gezieltes Usermanagement unabdingbar, um Zeitpunkt, Menge und Art
der bezogenen Geodaten in einer Datenbank festzuhalten, und dann eine Abrechnung z.B.
über eine E-commerce Anwendung anzustoßen. Bei einem bekannten und festen
Kundenkreis ist es u. U. sinnvoller eine einfache Generierung von Rechnungen aus den
Datenbankeinträgen vorzunehmen (z.B. Word Serienbrief). Die Auswahl der Geodaten
erfolgt über den IMS, über einfache, vorkonfektionierte Listen, oder über
Metadatennavigation. Die Vektordaten werden serverseitig in das vom Anwender
gewünschte Format konvertiert, zwischengespeichert und dann zum Benutzer übertragen.
Für große Anwender ist eine enge Verzahnung von IMS und IDS wichtig, um wahlweise auf
die entsprechenden Funktionalitäten zugreifen, oder eine stufenweise Implementation
vornehmen zu können.
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Beispiele Öffentliche Verwaltungen
Je nach Zielsetzung des Anwenders ergeben sich unterschiedliche Vorteile einer
webbasierten Geodatenverteilung. Öffentliche Verwaltungen können eine größere Nähe
und einen verbesserten Service für den Bürger erreichen, wie es z.B. die Stadt München mit
Hilfe des Infrastrukturatlasses verwirklicht: Über das Internet werden Stadtkarten angezeigt.
In Abhängigkeit vom Standort kann der Anwender sich die nächstgelegenen
Infrastruktureinrichtungen, wie z.B. Hochschule, Kindergarten, Spielplatz, Krankenhaus,
Bücherei oder Post, anzeigen lassen. Das Land Bayern kommt mit Hilfe der IMSTechnologie seiner Mitteilungs- und Auskunftspflicht nach Art. 20 Bayerisches
Landesplanungsgesetz nach, indem es über das webbasierte Rauminformationssystem
tagesaktuell
über
laufende
Planungen
im
Intranet
informiert.
An
das
Rauminformationssystem sind neben dem Staatsministerium für Umweltschutz auch die bay.
Landratsämter angeschlossen. Raumbedeutsame Planungen und Gegebenheiten werden
gespeichert und bilden die Basis für die Koordinierung fachlicher Planungen und Projekte im
Bereich Bauleitplanung, Umwelt, Energie, Verkehr, Nachrichtenwesen, Freizeit, etc.. Der IMS
wird in seiner letzten Ausbaustufe auf einen Datenbestand von gesamt Bayern zugreifen
(70.550 km2; 2.056 Gemeinden). Derzeit wird Niederbayern (10 329 km2) abgedeckt.
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Abb. 2:
Florian Brandi-Dohrn
Beispiel für einen Einsatz des SICAD Internet Map Servers bei der Stadt
München: Der Bürger kann sich die nächstgelegenen öffentlichen Einrichtungen
anzeigen lassen. Zusätzlich kann natürlich der eigene Standpunkt in der Karte
markiert werden.
Ebenso hat sich die Senatsverwaltung für Bauen, Wohnen und Verkehr in Berlin zum Ziel
gesetzt, die komplette ALK und das ALB Berlin im Intranet verfügbar zu machen. Dabei
greift der IMS auf 26 GB Datenbestand aus der ALK und Rasterkarten von der DGK 10 und
DGK 5 zu.
Das Hochwasserauskunftssystem Bonn ist der Prototyp für ein Informationsangebot der
Stadt Bonn im WWW, das von der EXSE-Arbeitsgruppe in Zusammenarbeit mit dem
Vermessungsamt der Stadt Bonn realisiert wurde. Das System dient dazu, Bürgern der Stadt
Bonn und weiteren Wasserstraßenanrainern hochwasserrelevante Informationen, wie z.B.
die Darstellung der Überflutungsgebiete bei bestimmten Pegelständen, darzustellen.
In Malaysia entsteht derzeit im Rahmen des Multimedia Super Corridors eine speziell auf die
Anforderungen des Landesvermessungsamtes zugeschnittene IMS Applikation, die es zum
Ziel hat, Auskünfte zu Grundstücken über das Internet wesentlich zu vereinfachen und die
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Abrechnung der Grundstückssteuern zu optimieren. Dies ist in Malaysia sehr wichtig, da
z.B. das Bundesland Selangor bis zu 80% seiner Einnahmen aus dem Verkauf von
Grundstücken und verschiedenen Grundstückssteuern erzielt.
Katasterämter stehen jetzt vor der dringenden Aufgabe, zum einen Grundkarten und zum
anderen thematische Karten von weiteren Abteilungen dem gesamten Verwaltungsapparat
zu Auskunftszwecken zur Verfügung zu stellen. Der Client eines IMS, der über einen
handelsüblichen Browser aufzurufen ist, läßt sich von jedem auch nicht GIS-versierten
Anwender einfach und schnell bedienen. Bei derartigen Lösungen ist immer eine wichtige
Bedingung, daß der IMS direkt auf die Datenbank der Geo- und Sachdaten zugreift, damit
den Sachbearbeitern immer der aktuellste Stand der Daten gezeigt wird. Für Katasterämter,
wie z.B. das Ressort Daten und Grundlagen der Stadt Wuppertal, ergeben sich enorme
Einsparmöglichkeiten, da sie nicht mehr gezwungen sind, die mannigfaltigen
Auskunftsanforderungen zu bearbeiten, die oft ein umständliches Erstellen der Karten
erfordern.
Für Landesvermessungsämter ist vor allem die IDS-Komponente interessant, da damit die
Geodatendistribution an z.B. Ingenieurbüros oder andere Ämter wesentlich vereinfacht,
beschleunigt und automatisiert werden kann. Derzeit wird geplant, derartige Lösungen bei
Landesvermessungsämtern zu implementieren. Ziel ist meist neben einer einheitliche
Präsentation der Landesvermessungsämtern und der übrigen assoziierten Bezirksbehörden
im WWW, Geodaten zur Auskunft (IMS) und zum Vertrieb (IDS) zur Verfügung zu stellen.
Zusätzlich will man damit gesetzlichen Anforderungen zur Auskunftspflicht Genüge tun.
Bisher können über das Web meist nur Karten (hardcopy) und CD-ROMs bestellt werden.
Mit der IDS/IMS Lösung können geographische Produkte fachlich und räumlich beliebig
kombiniert werden und an bekannte oder freie Kundenkreise online vertrieben werden. Diese
Lösung kann dann an ein Warenwirtschaftssystem gekoppelt werden. Vertrieben werden
sollen z.B. ATKIS DLM, DGM und DTK, digitale Orthophotos sowie Punktdaten, die auf
mehrere, räumlich verteilte Datenbanken verteilt sind.
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Beispiele Energie- und Wasserversorger
Große Versorger, wie z.B. die GASAG in Berlin, die der größte kommunale Gasversorger
Europas ist, nutzen die IMS-Technologie, um fachtechnische und betriebswirtschaftliche
Daten unternehmensweit verfügbar zu machen. Bestehende Applikationen wurden in die
Weblösung einbezogen, und somit können die ca. 500 Anwender im Intranet mit einem
Webbrowser auf Sachdaten, wie z.B. das Hausanschlußwesen, zugreifen, und bequem per
Mausklick sich die passenden Grundkarten mit dem entsprechenden Gasnetz anzeigen
lassen. Die hinterlegte Mapservertechnologie greift auf insgesamt ca. 30 GB
Geodatenbestand zu, der sich aus Übersichtsplanwerk, Bestandsplanwerk, und ca. 30004000 gescannter Karten zusammensetzt.
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Abb. 3:
Florian Brandi-Dohrn
Beispiel für die Anbindung bestehender Sachdatenauskunftssystem an den
SICAD Internet Map Server. Hier ist das Hausanschlußwesen der GASAG in
Berlin gezeigt.
6. Abschließende Beurteilung
Damit zeigt sich, daß große GIS Anwender verstärkt auf die Webtechnologien zurückgreifen,
um das Einsparpotential bei Auskunftsanforderungen zu nutzen. Dabei wird zudem in allen
Fällen ein wesentlich verbesserter Service und eine höhere Aktualität erreicht, da auf die
Geodatenbank zeitlich unabhängig zugegriffen werden kann und der räumliche Ausschnitt
frei wählbar ist. Da zudem die mit den Geodaten verbundenen Sachdaten online angezeigt
werden, folgt ein direkter Produktivitätsschub, da das aufwendige Nachsehen in anderen
Applikationen entfällt. Hinzukommt, daß nun auch Sachbearbeiter oder allgemeine
Anwender ohne spezielle GIS-Vorkenntnisse auf GIS zugreifen können. Für Anwender von
IDS Komponenten ergibt sich ebenso ein enormes Einsparpotential, da die
Datendistribution automatisiert wird. Dabei wird auf Anbieter- wie auf Kundenseite ein
größerer Service erreicht. Anbieter von Geodaten protokollieren in einer Datenbank alle
Zugriffe und können je nach Kundenkreis unterschiedlich abrechnen. Kunden haben zu
jeder Zeit Zugriff zu jeder beliebigen Kombination von Geodaten. Somit kann eine sehr
große Anzahl von Anwendern schnell und unbürokratisch das volle Potential der über viele
Jahre erfaßten Geodaten effektiv nutzen.