Modellbasierter Ansatz für den Web-Zugriff auf verteilte Geodaten am Beispiel grenzübergreifender GIS-Anwendungen (mdWFS)

Im Rahmen des Projekts wird ein Lösungsansatz zur webbasierten Modelltransformation von Geodaten entwickelt. Er beinhaltet die Spezifikation einer konzeptionellen Sprache zur Formulierung von Modellabbildungsregeln für semantische Transformationen sowie die Spezifikation einer Schnittstelle für einen modellbasierten Web Service mit der Fähigkeit zur semantischen Transformation.

Projektbeschreibung

Modelltransformation ist der Schlüssel zur Interoperabilität in INSPIRE. Für die Durchführung der Modelltransformation schlägt die INSPIRE-Richtlinie sogenannte Transformationsdienste vor. Mit diesen Diensten können Daten, die von einem Nutzer angefordert werden, direkt konform zu den INSPIRE Datenspezifikationen transformiert werden, ohne dass an den Ausgangsdaten Änderungen vorgenommen werden müssen.

Bis jetzt existieren jedoch keine Standards für Transformationsdienste. Zudem wird bei den meisten existierenden Ansätzen die Transformation zwischen Quell- und Zielmodell auf Ebene der Datentransferformate (z.B. GML Anwendungsschema) definiert und nicht auf der plattformunabhängigen konzeptuellen Ebene (z.B. UML Schema). Mit diesem Problem beschäftigt sich das Forschungs- und Entwicklungsprojekt "Modellbasierter Ansatz für den Web-Zugriff auf verteilte Geodaten am Beispiel grenzübergreifender GIS-Anwendungen (mdWFS)", das von der Technischen Universität München (TUM) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich im Auftrag des deutschen Bundesamt für Kartographie und Geodäsie und des Schweizer Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) von 2006 bis Ende 2011 durchgeführt wird.

Ziel des Projekts ist es, einen Transformationsdienst, mdWFS (model-driven Web Feature Service) genannt, zu entwickeln, der eine modellbasierte Transformation von Geodaten über das Internet durchführen kann. Bei diesem Ansatz wird die Modelltransformation auf Ebene der konzeptuellen Schemas definiert und nicht auf Ebene der Datentransferformate. Basierend auf diesen konzeptuellen Definitionen kann anschließend automatisch die Transformation der Geodaten durchgeführt werden. Die Transformation wird mittels der Transformationssprache Unified Modeling Language for Transformations (UMLT) definiert, die eigens für diesen Ansatz entwickelt wurde. Der Übergang von der konzeptuellen zur Formatebene erfolgt anhand von Kodierungsregeln.

Als Quelldatenmodelle dienen das deutsche Digitale Landschaftsmodell (ATKIS Basis-DLM) als Teil des AFIS-ALKIS-ATKIS Referenzmodells (AAA) sowie das Schweizer Datenmodell TLM (Topografisches Landschaftsmodell). Diese Datenmodelle werden im Projekt in die von der EU definierten europaweit einheitlichen INSPIRE Datenmodelle (INSPIRE Data Specifications) transformiert. Hierfür wird ein grafischer UMLT Editor entwickelt, mit dem die Transformationsregeln definiert und im Format XML Metadata Interchange (XMI) exportiert werden können, wodurch sie plattform- und datenformatunabhängig jedem Transformationswerkzeug, das XMI verarbeiten kann, zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen. Die Ausführung der Transformation selbst basiert im Projekt auf dem Transformationswerkzeug FME der kanadischen Firma Safe Software. Da die UML-Modelle und UMLT-Transformationsregeln in XMI zur Verfügung stehen, wird FME im Rahmen des Projekts um entsprechende Reader und Transformer, die XMI verarbeiten können, erweitert.

Zeitraum

2006-2011

Projektträger

  • Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG)
  • Bundesamt für Landestopografie swisstopo

Ansprechpartner

Projektleiter

Projektmitwirkende

Projektpartner

  • Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Geodäsie und Photogrammetrie

Publikationen

2018

  • Kutzner, Tatjana; Donaubauer, Andreas; Kolbe, Thomas H.: UML-Profiles and their use in data modelling and model-driven transformation of geospatial data. gis.Science (4), 2018 mehr… BibTeX

2016

  • Kutzner, Tatjana: Geospatial Data Modelling and Model-driven Transformation of Geospatial Data based on UML Profiles. Dissertation, 2016 mehr… BibTeX

2012

  • Kutzner, Tatjana: Vergleichende Untersuchungen zur Modellierung und semantischen Modelltransformation in der Region Bodensee. Geoinformationssysteme, Beiträge zum 17. Münchner Fortbildungsseminar 2012, Wichmann, 2012, 61-72 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana; Donaubauer, Andreas: Critical Remarks on the Use of Conceptual Schemas in Geospatial Data Modelling - A Schema Translation Perspective. Bridging the Geographic Information Sciences (Lecture Notes in Geoinformation and Cartography), Springer, 2012International AGILE'2012 Conference, Avignon (France), April, 24-27, 2012, 43-60 mehr… BibTeX

2011

  • Donaubauer, Andreas; Kutzner, Tatjana; Straub, Florian: Modellbasierte semantische Transformation - ein Werkstattbericht. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES-Informationsbroschüre. Technische Universität München, Geodätisches Institut (7. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Aufl.), 2011, 60-62 mehr… BibTeX
  • Donaubauer, Andreas; Kutzner, Tatjana; Straub, Florian: Model-driven Semantic Transformation – a Report on Work in Progress. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES Information Brochure. Technische Universität München, Geodätisches Institut (7th completely revised, extended and updated edition. Aufl.), 2011, 52-53 mehr… BibTeX
  • Fichtinger, Astrid: Semantische Transformation im Kontext von INSPIRE - dargestellt am Beispiel der grenzüberschreitenden Bodenseeregion. Dissertation, 2011 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana: Zweiter Workshop "Semantische Modelltransformation im Kontext von INSPIRE. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES-Informationsbroschüre. Technische Universität München, Geodätisches Institut (7. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Aufl.), 2011, 65-66 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana: Second Workshop „Semantic Schema Translation in the context of INSPIRE“. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES Information Brochure. Technische Universität München, Geodätisches Institut (7th completely revised, extended and updated edition. Aufl.), 2011, 56-57 mehr… BibTeX

2010

  • Banfi, Daniel; Fünfer, Hubert; Kutzner, Tatjana: Von ALKIS und ATKIS zu INSPIRE. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES-Informationsbroschüre. Technische Universität München, Geodätisches Institut (6. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Aufl.), 2010, 40-42 mehr… BibTeX
  • Donaubauer, Andreas; Kutzner, Tatjana; Gnägi, Hans Ruedi; Henrich, Stefan; Fichtinger, Astrid: Webbasierte Modelltransformation in der Geoinformatik. Modellierung 2010, Gesellschaft für Informatik, 2010, 269-284 mehr… BibTeX
  • Fichtinger, Astrid; Kutzner, Tatjana: Datenharmonisierung im Kontext von INSPIRE. Geoinformationssysteme - Beiträge zum 15. Münchner Fortbildungsseminar, abcverlag, 2010, 30-46 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana: Expertenworkshop „Semantische Datenmodelltransformation“. In: Schilcher, Matthäus (Hrsg.): INSPIRE-GMES-Informationsbroschüre. Technische Universität München, Geodätisches Institut (6. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Aufl.), 2010, 37 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana: The Unified Modeling Language for the Translation of Spatial Data on Conceptual Level - Challenges and Limitations. Proceedings of the GIScience 2010 Doctoral Colloquium, Akademische Verlagsgesellschaft AKA, 2010, 55-58 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana; Eisenhut, Claude: Vergleichende Untersuchungen zur Modellierung und Modelltransformation in der Region Bodensee im Kontext von INSPIRE. Technische Universität München, Geodätisches Institut, 2010 mehr… BibTeX

2009

  • Donaubauer, Andreas; Fichtinger, Astrid; Kutzner, Tatjana: Semantische Transformation als Geo Web Service. Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Verlag des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, 2009Arbeitsgruppe Automation in Kartographie, Photogrammetrie und GIS, Tagung 2008, 67-82 mehr… BibTeX
  • Donaubauer, Andreas; Fichtinger, Astrid; Kutzner, Tatjana; Schilcher, Matthäus: Semantische Modelltransformation im Kontext von INSPIRE. Newsletter e-geo.ch (22), 2009, 10-13 mehr… BibTeX

2008

  • Donaubauer, Andreas; Fichtinger, Astrid; Kutzner, Tatjana: Semantische Transformation als Geo Web Service. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, (Mitteilungen des BKG Band 43: Arbeitsgruppe Automation in Kartographie, Photogrammetrie und GIS Tagung 2008 ), 2008, mehr… BibTeX
  • Donaubauer, Andreas; Straub, Florian; Fichtinger, Astrid; Staub, Peter: Web-basierte Modelltransformation - eine Lösung für INSPIRE? GIS Zeitschrift für Geoinformatik, 2008 mehr… BibTeX
  • Schilcher, Matthäus; Donaubauer, Andreas; Carosio, Alessandro; Fichtinger, Astrid; Henrich, Stefan; Staub, Peter; Kutzner, Tatjana: Projekt mdWFS, Phase III – Abschlussbericht. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, 2008, mehr… BibTeX

2007

  • Carosio, Alessandro; Schilcher, Matthäus; Donaubauer, Andreas; Morf, Andreas; Staub, Peter; Straub, Florian: Projekt mdWFS, Phase II – Abschlussbericht. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie und swisstopo, 2007, mehr… BibTeX
  • Donaubauer, Andreas; Straub, Florian; Schilcher, Matthäus: mdWFS: A Concept of Web-enabling Semantic Transformation. 10th AGILE International Conference on Geographic Information Science, 2007 mehr… BibTeX

2006

  • Carosio, Alessandro; Schilcher, Matthäus; Donaubauer, Andreas; Morf, Andreas; Staub, Peter; Straub, Florian: Projekt mdWFS, Phase I – Abschlussbericht. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie und swisstopo, 2006, mehr… BibTeX