agit 2011: wps anwendungsprofilgruppe für geocodes
DESCRIPTION
Mit dem Open Geospatial Consortium (OGC) Web Processing Service (WPS) wurde die Möglichkeit geschaffen OpenGIS Web Service (OWS) konforme Operationen in Geodaten-infrastrukturen (GDI) bereitzustellen. Eine Standardisierung der Operationen erfolgt auf Basis von registrierten Anwendungsprofilen, welche genormte Schnittstellen bereitstellen und somit Wiederverwendbarkeit und Austauschbarkeit der Services in einem definierten Einsatzbereich ermöglichen. Basierend auf dem Anwendungsbeispiel in einem Tsunami-frühwarnsystem Verwaltungseinheiten bezüglich ihrer Gefährdung zu klassifizieren und bei der Erzeugung von Warnnachrichten mittels Geocodes zu referenzieren, erfolgt in diesem Artikel die Spezifikation einer Gruppe von WPS-Anwendungsprofile um einheitlich auf mit Geocodes behaftete Geodaten zuzugreifen, diese zu traversieren und ein Mapping zwischen Geocode und Geometrie herzustellen. Hierbei wird der Einsatzbereich des WPS-Standards dahingehend erweitert, nicht nur Prozessierungsdienste abzubilden, sondern auch standardisierte Zugriffsmethoden, vergleichbar mit Interfaces in Programmiersprachen, auf bestehende GDIs zu ermöglichen. http://zeigertelegraph.gfz-potsdam.de/wp-content/uploads/2011/07/agit2011_lendholt_wps_geocodes.pdfTRANSCRIPT
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WPS Anwendungsprofilgruppe für Geocodes
Matthias Lendholt
Deutsches GeoForschungsZentrum
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Übersicht
• Hintergrund
• Motivation, Problemstellung
• Überlegung: Neues WPS Anwendungsgebiet
• Entwurf Anwendungsprofilgruppe
• Aktueller Stand der Referenzimplementierung
• Ausblick
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3
HintergrundRaumbezug in Tsunami-Frühwarnung
Mapping:Simulationsvorhersagen Verwaltungseinheiten
Abbildung: Lendholt, M. (2011) Tailoring spatial reference in early warning systems to administrative units. Earth Science Informatics, 4 (1), 7-16, Springer. doi:10.1007/s12145-010-0075-y
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4
Ermittlung des Gefährdungsgrads von Verwaltungseinheiten
+
Simulationsergebnisse- Ankunftszeit- Wellenhöhe
Gebietskörperschaften(Landkreise, Provinzen, …)
Gefährdete Gebiete
Standard-GIS-Operation (Verschneidung)
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Problemstellung
• Adressierung von Gebietskörperschaften mit Geocodeso Innerhalb der Komponenten
o Common Alerting Protocol (CAP)
o Emergency Data Exchange Language (EDXL)
• Geocodes stehen im Vordergrund
• Features, Feature ID, FeatureTypes sind irrelevant
• Traversierung der Hierarchie:o Welche Landkreise gehören zu einem Bundesland
o Zu welchem Bundesland gehört ein Landkreis
• Mapping Geocode zu Geometrie und umgekehrt
Implementierung von Services?
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WPS
• WPS: Web Processing Service
• Generischer Dienst für Geodatenprozessierung
• Eingabe Verarbeitung Ausgabe
• Typische Anwendungsfälle (klassiche GIS Operationen):o Buffering
o Filtering
o Intersect, Overlaps, Crosses, …
• Registrierte Anwendungsprofile sollen standardisierteOperationen (mit genormten Methoden-Signaturen) bereitstellen
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Erweiterung WPS Einsatzgebiet
StandardisierteSchnittstellen(Aspekte, Interfaces)
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Idee
WPS Anwendungsprofile für den standardisierten Zugriff auf mit/durch Geocodes
hierarchisierte Geodaten.
Fokus auf Objekthierarchie
Feature-API tritt in den Hintergrund
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Entwurf Anwendungsprofilgruppe
• Prozess für Darstellung der Hierarchie
• Prozesse für Abbildung Geocode ↔ Geometry
• Prozesse für Traversierung der (Geocode-)Hierarchie
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Abbildung der Hierarchie
• SupportedGeocodes()
<geocodeHierarchy>
<gcap:hierarchyLevel level="0">
<gcap:realName>NAME_0</gcap:realName>
<gcap:primaryGeocodeStandard>ISO2</gcap:primaryGeocodeStandard>
<gcap:geocodeStandard>ISO</gcap:geocodeStandard>
</gcap:hierarchyLevel>
<gcap:hierarchyLevel level="1">
<gcap:realName>NAME_1</gcap:realName>
<gcap:primaryGeocodeStandard>HASC_1</gcap:primaryGeocodeStandard>
<gcap:geocodeStandard>PLAKANO</gcap:geocodeStandard>
<gcap:geocodeStandard>FIPS</gcap:geocodeStandard>
</gcap:hierarchyLevel>
<gcap:hierarchyLevel level="2">
<gcap:realName>NAME_2</gcap:realName>
<gcap:geocodeStandard>HASC_2</gcap:geocodeStandard>
</gcap:hierarchyLevel>
</geocodeHierarchy>
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Prozesse fürAbbildung Geocode ↔ Geometry
• ReturnGeometry(Geocode geocode)
Liefert Geometrie für passendes Feature
• ReturnGeocode(Geometry geometry)
Liefert Geocode für Geometrie
Verschneidung von Geometrie mit SDI-Features
ISO=“TR”
Intersect? Crosses? Overlaps? Within? Touches?
Für welche Ebene?
• ReturnGeocode(Geometry geometry, Int levelFilter,
Geocode ancestorFilter [opt], String de9im [opt])
Komplexe Verschneidungsoperationen möglich
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Prozesse fürs Traversieren der Hierarchie
• ReturnChildren(Geocode parent) Liefert untergeordnete Regionen
• ReturnParent(Geocode child)
Liefert übergeordnete Region
• Traverse(Geocode origin, String xpath)Beliebiges traversieren der Hierarchie analog zu XPath
Knotentests basierend auf Attributen
Achsentests analog zu XML-Bäumen
HASC_2=“TR.AY”
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Weitere Prozesse
• ReturnAdjacent(Geocode origin) Liefert räumlich benachbarte Objekte (Prädikat: touches)
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ZusammenfassungAnwendungsprofilgruppe
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Parameterdefinition mittels XML Schema
<xs:simpleType name="de9imType">
<xs:restriction base="xs:string">
<xs:pattern value="[012TtFf\*]{6}"/>
</xs:restriction>
</xs:simpleType>
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Fortschritt Referenzimplementierung
• Typdefinition (XML Schema)
• XML Beans (ohne GML Geometrie)
• Implementierung in Java Verwendung GeoTools
• GDI: PostGIS oder Shapefile (konfigurierbar)
• Implementiert gegen GeoTools-Process Interface• SupportedGeocodes
• ReturnGeometry
• ReturnGeocode
• ReturnParent
• ReturnChild
• Traverse
• ReturnAdjacent (nur intersect, Punkt/Linien-Geometrien lierfern null)
• Wrapping in WPS Framework
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Diskussion
• Pro:o Fokussierung auf das Wesentliche (Hierarchie Verwaltungseinheiten)
o Starke Kohäsion, klare Abgrenzung, schlanke Schnittstellen
o Vermeidung von OGC Filter, GML
o Kleine XML Schema, leicht einzubinden
o Implementierung als GeoTools-Prozesse
o Unterstützung Shapefile, GeoJSON, WKT, WKB, GML
• Kontrao Kein Standard
o Nicht OGC konform
o Überstrapazierung WPS?
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Ausblick
• Kapselung als WPS Prozesseo Deegree?
o 52North?
o Zoo?
o GeoServer?
• Anwendung / Validierung im TRIDEC Projekt (FP7)o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Mittelmeerregion
• Anwendung / Validierung im DEWS Projekt (FP6)o Tsunami-Frühwarnsystem (Demonstrator) für Indischen Ozean
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Matthias Lendholt [email protected]
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ www.gfz-potsdam.de
http://www.dews-online.org
http://www.tridec-online.eu