Advertisement

Geodateninfrastrukturen

  • Lars BernardEmail author
  • Johannes Brauner
  • Stephan Mäs
  • Stefan Wiemann
Chapter
Part of the Springer Reference Naturwissenschaften book series (SRN)

Zusammenfassung

Geodateninfrastrukturen (GDI) zielen auf den einfachen Austausch von Geodaten und -diensten. GDI sollen die effiziente Umsetzung von Geoinformationsanwendungen mit Zugriff auf aktuelle, verteilte heterogene Geodatenquellen erlauben. Zahlreiche gesetzliche, kommerzielle, nutzergetriebene und wissenschaftliche Initiativen forcieren den Auf- und Ausbau von GDI. Der Beitrag diskutiert Arten und aktuelle Entwicklungsstände von GDI und zeigt Ansätze für die nächsten GDI-Generationen.

Schlüsselwörter

Geodateninfrastrukturen (Geoinformationsinfrastrukturen GDI) Geoprozessierung Interoperabilität Kartendienste Nutzergenerierte Geoinformationen (VGI) INSPIRE Geodatenfusion Geoinformation Geodaten Geodienste Geodatenmodelle (Schemata) 

Literatur

  1. 1.
    Bernard, L., Fitzke, J., Wagner, R. (Hrsg.): Geodateninfrastrukturen – Grundlagen und Anwendungen. Wichmann, Heidelberg (2005)Google Scholar
  2. 2.
    Streuff, H., Kutterer, H.-J., Lenk, M., Rummel, R.: Geoinformation im internationalen Umfeld. In: Kummer, K., Kötter, T., Eichhorn, A. (Hrsg.) Das deutsche Vermessungs- und Geoinformationswesen, Bd. 2015. S. 193–251. Wichmann, Berlin (2014)Google Scholar
  3. 3.
    Gore, A.: The Digital Earth: Understanding Our Planet in the 21st Century (Speech held on January 31, 1998 in the California Science Center). Photogramm. Eng. Remote Sens. 65(5), 528–530 (1999)Google Scholar
  4. 4.
    Funde, P., Sun, J.: Web GIS: Principles and applications. ESRI Press, Redlands (2011)Google Scholar
  5. 5.
    Peterson, M.: Evaluating mapping APIs. In: Brus, J., Vondrakova, A., Vozenilek, V. (Hrsg.) Modern Trends in Cartography. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, S. 183–197. Springer International Publishing, Cham (2015)Google Scholar
  6. 6.
    Google: Examples Google Maps API. https://developers.google.com/maps/documentation/javascript/examples/layer-kml. Zugegriffen am 30.04.2015 (2015)
  7. 7.
    Goodchild, M.F., Li, L.N.: Assuring the quality of volunteered geographic information. Spat Stat-Neth 1(0), 110–120 (2012). https://doi.org/10.1016/j.spasta.2012.03.002 CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Meier, P.: Digital humanitarians: How big data is changing the face of humanitarian response. CRC Press, Boca Raton (2015)CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Goodchild, M.F., Glennon, J.A.: Crowdsourcing geographic information for disaster response: a research frontier. Int. J. Digit. Earth 3(3), 231–241 (2010). https://doi.org/10.1080/17538941003759255 CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    OSM: OpenStreetMap Wiki. http://wiki.openstreetmap.org. Zugegriffen am 30.04.2015 (2015)
  11. 11.
    Barron, C., Neis, P., Zipf, A.: A comprehensive framework for intrinsic openStreetMap quality analysis. Trans. GIS 18(6), 877–895 (2014).  https://doi.org/10.1111/tgis.12073 CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Wiemann, S., Bernard, L.: Linking crowdsourced observations with INSPIRE. In: Joaquin, H., Schade, S., Granell, C. (Hrsg.) Conference of the Association of Geographic Information Laboratories for Europe (AGILE), Castellón (2014)Google Scholar
  13. 13.
    Craglia, M., Shanley, L.: Data democracy – Increased supply of geospatial information and expanded participatory processes in the production of data. Int. J. Digit. Earth 1–15 (2015). https://doi.org/10.1080/17538947.2015.1008214
  14. 14.
    EC: Directive 2007/2/EC of the European parliament and of the council of 14 March 2007 establishing an infrastructure for spatial information in the European community (INSPIRE). In: Council, E.P.a.E. (Hrsg.) S. L 108/101 – L 108/114. Official Journal of the European Union (2007)Google Scholar
  15. 15.
    INSPIRE: INSPIRE spatial data services and services allowing spatial data services to be invoked. Draft Implementing Rules, Network Services Drafting Team, Version 3.0. http://inspire.ec.europa.eu/documents/Spatial_Data_Services/Draft_TG_for_INSPIRE_SDS_2.0.1.pdf. (2013)
  16. 16.
    WR: Empfehlungen zur Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Informationsinfrastrukturen in Deutschland bis 2020. Wissenschaftsrat, Berlin (2012)Google Scholar
  17. 17.
    Bernard, L., Mäs, S., Müller, M., Henzen, C., Brauner, J.: Scientific geodata infrastructures: challenges, approaches and directions. Int. J. Digit. Earth 7(7), 613–633 (2014). https://doi.org/10.1080/17538947.2013.781244 CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Craglia, M., de Bie, K., Jackson, D., Pesaresi, M., Remetey-Fulopp, G., Wang, C.L., Annoni, A., Bian, L., Campbell, F., Ehlers, M., van Genderen, J., Goodchild, M., Guo, H.D., Lewis, A., Simpson, R., Skidmore, A., Woodgate, P.: Digital Earth 2020: towards the vision for the next decade. Int. J. Digit. Earth 5(1), 4–21 (2012). https://doi.org/10.1080/17538947.2011.638500 CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Eppink, F., Werntze, A., Mäs, S., Popp, A., Seppelt, R.: Land management and ecosystem services: how collaborative research programmes can support better policies. GAIA – Ecol. Perspect. Sci. Soc. 21(1), 55–63 (2012)Google Scholar
  20. 20.
    Mäs, S., Henzen, C., Müller, M., Bernard, L.: GLUES GDI – Eine Geodateninfrastruktur für wissenschaftliche Umweltdaten. gis. SCIENCE 2014(4), 129–137 (2014)Google Scholar
  21. 21.
    Bernard, L., Hergert, A., Katerbaum, G., Schwarzbach, F., Taggeselle, J.: INSPIRE Umsetzung in der GDI Sachsen. In: Beiträge zum 16. Münchener Fortbildungsseminar 2011. Edition GIS. Events, S. 114–121 (2011)Google Scholar
  22. 22.
    Bernard, L., Brauner, J., Taggeselle, J.: Vorstudie zum Betriebskonzept der Geodateninfrastruktur des Freistaates Sachsen (GDI Sachsen) (2008)Google Scholar
  23. 23.
    Boehm, B.W.: A spiral model of software development and enhancement. Computer 21(5), 61–72 (1988). https://doi.org/10.1109/2.59 CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Usländer, T.: Service-oriented design of environmental information systems, Bd. 5. Karlsruher Schriften zur Anthropomatik. KIT Scientific Publishing, Karlsruhe (2010)Google Scholar
  25. 25.
    Trapp, N., Schneider, U.A., McCallum, I., Fritz, S., Schill, C., Borzacchiello, M.T., Heumesser, C., Craglia, M.: A meta-analysis on the return on investment of geospatial data and systems: A multi-country perspective. Trans. GIS 19(2), 169–187 (2015).  https://doi.org/10.1111/tgis.12091 CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Melzer, I.: Service-orientierte Architekturen mit Web Services. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg (2010)CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Fielding, R.T., Taylor, R.N.: Principled design of the modern web architecture. In: ICSE’00, S. 407–416. ACM, New York (2000)Google Scholar
  28. 28.
    Berners-Lee, T., Hendler, J., Lassila, O.: The semantic web. Sci. Am. 184, 34–43 (2001)CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Shadbolt, N., Hall, W., Berners-Lee, T.: The semantic web revisited. IEEE Intell. Syst. 21, 96–101 (2006).  https://doi.org/10.1109/MIS.2006.62 CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    W3C: RDF 1.1 Primer, W3C Working Group Note 24 June 2014. https://www.w3.org/TR/2014/NOTE-rdf11-primer-20140624. Zugegriffen am 25.02.2016
  31. 31.
    W3C: SPARQL 1.1 Query Language. In: Harris, S., Seaborne, A. (Hrsg.) W3C (2013)Google Scholar
  32. 32.
    Pautasso, C., Zimmermann, O., Leymann, F.: Restful web services vs. „Big“ web services: making the right architectural decision. In: WWW’08, S. 805–814. ACM, New York (2008)Google Scholar
  33. 33.
    Auer, S., Lehmann, J., Hellmann, S.: LinkedGeoData: adding a spatial dimension to the web of data. In: Bernstein, A., Karger, D., Heath, T., Feigenbaum, L., Maynard, D., Motta, E., Thirunarayan, K. (Hrsg.) The Semantic Web – ISWC 2009, Bd. 5823. Lecture Notes in Computer Science, S. 731–746. Springer, Berlin/Heidelberg (2009)Google Scholar
  34. 34.
    Goodwin, J., Dolbear, C., Hart, G.: Geographical linked data: the administrative geography of Great Britain on the semantic web. Trans. GIS 12, 19–30 (2008). https://doi.org/10.1111/j.1467-9671.2008.01133.x CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    ISO: ISO 19108 International Standard on Geographic information – Temporal Schema. International Organization for Standardization (2002)Google Scholar
  36. 36.
    ISO: ISO 19107 International Standard on Geographic information – Spatial Schema. International Organization for Standardization (2003)Google Scholar
  37. 37.
    Brinkhoff, T.: Geodatenbanksysteme in Theorie und Praxis: Einführung in objektrelationale Geodatenbanken unter besonderer Berücksichtigung von Oracle Spatial. Wichmann VDE Verlag, Heidelberg (2013)Google Scholar
  38. 38.
    ISO: ISO 19109 International Standard on Geographic information – Rules for Application Schema. International Organization for Standardization (2005)Google Scholar
  39. 39.
    Reinwarth, S., Bernard, L.: Das Rule Interchange Format (RIF) für interoperable Schemamapping-Anwendungen. In: INSPIRE. gis.SCIENCE 2012(3), 109–117 (2012)Google Scholar
  40. 40.
    Lehto, L.: Schema Translations in a Web Service Based SDI. In: Wachowicz, M., Bodum, L. (Hrsg.) Conference of the Association of Geographic Information Laboratories for Europe (AGILE), Aalborg (2007)Google Scholar
  41. 41.
    Mohammadi, H., Rajabifard, A., Williamson, I.P.: Development of an interoperable tool to facilitate spatial data integration in the context of SDI. Int. J. Geogr. Inf. Sci. 24(4), 487–505 (2010). https://doi.org/10.1080/13658810902881903 CrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    OGC: OGC GeoSPARQL – A Geographic Query Language for RDF Data, 11-052r4. Open Geospatial Consortium, Inc. (2012)Google Scholar
  43. 43.
    Wiemann, S., Bernard, L.: Conflation Services within Spatial Data Infrastructures. In: Painho, M., Santos, M.Y., Pundt, H. (Hrsg.) 13th AGILE International Conference on Geographic Information Science, Guimarães, S. 1–8 (2010)Google Scholar
  44. 44.
    Wade, T., Sommer, S.: A to Z GIS: an illustrated dictionary of geographic information systems. ESRI Press, Redlands, California (2006)Google Scholar
  45. 45.
    Foerster, T., Schaeffer, B., Baranski, B., Brauner, J.: Geospatial web services for distributed processing: applications and scenarios. In: Zhao, P., Di, L. (Hrsg.) Geospatial Web Services: Advances in Information Interoperability, S. 245–286. IGI Global, Hershey (2011)CrossRefGoogle Scholar
  46. 46.
    Janowicz, K., Schade, S., Bröring, A., Keßler, C., Maué, P., Stasch, C.: Semantic enablement for spatial data infrastructures. Trans. GIS 14, 111–129 (2010). https://doi.org/10.1111/j.1467-9671.2010.01186.x CrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    Neteler, M., Mitasova, H.: Open Source GIS: A GRASS GIS Approach, 3. Aufl. Springer, New York (2007)Google Scholar
  48. 48.
    OGC: OGC Web Feature Service 2.0 Interface Standard – With Corrigendum. Open Geospatial Consortium (2014)Google Scholar
  49. 49.
    OGC: OpenGIS Web Coverage Processing Service (WCPS) Language Interface Standard 1.0.0. Open Geospatial Consortium (2009)Google Scholar
  50. 50.
    OGC: OGC WCS 2.0 Interface Standard – Core. Open Geospatial Consortium (2010)Google Scholar
  51. 51.
    OGC: OpenGIS Web Processing Service Vs. 1.0.0. Open Geospatial Consortium (2007)Google Scholar
  52. 52.
    OGC: OGC WPS 2.0 Interface Standard. Open Geospatial Consortium (2014)Google Scholar
  53. 53.
    Friis-Christensen, A., Ostländer, N., Lutz, M., Bernard, L.: Designing service architectures for distributed geoprocessing: challenges and future directions. Trans. GIS 11(6), 799–818 (2007). https://doi.org/10.1111/j.1467-9671.2007.01075.x CrossRefGoogle Scholar
  54. 54.
    Brauner, J.: Anbindung von GIS-Funktionalitäten an eine Geodateninfrastruktur über eine Web Processing Service Schnittstelle. GIS Zeitschrift für Geoinformatik(3), 18–25 (2008)Google Scholar
  55. 55.
    Müller, M., Bernard, L., Kadner, D.: Moving code – Sharing geoprocessing logic on the Web. ISPRS J. Photogramm. Remote Sens. 83, 193–203 (2013). https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2013.02.011 CrossRefGoogle Scholar
  56. 56.
    Kadner, D., Müller, M., Brauner, J., Bernard, L.: Konzeption eines Marktplatzes für den Austausch von Geoprozessierungsimplementierungen. gis. SCIENCE 2012(3), 118–124 (2012)Google Scholar
  57. 57.
    Brauner, J.: Formalizations for geooperators – Geoprocessing in spatial data infrastructures. Ph.D. thesis, Technische Universität Dresden (2015)Google Scholar
  58. 58.
    W3C: SKOS simple knowledge organization system primer. In: Isaac, A., Summers, E. (Hrsg.) W3C (2009)Google Scholar
  59. 59.
    W3C: SKOS simple knowledge organization system reference. In: Miles, A., Bechhofer, S. (Hrsg.) W3C (2009)Google Scholar
  60. 60.
    W3C: Best practice recipes for publishing RDF vocabularies. In: Berrueta, D., Phipps, J. (Hrsg.) W3C (2008)Google Scholar
  61. 61.
    W3C: Cool URIs for the Semantic Web. In: Sauermann, L., Cyganiak, R. (Hrsg.) W3C (2008)Google Scholar
  62. 62.
    Henzen, C., Brauner, J., Müller, M., Henzen, D., Bernard, L.: Geoprocessing appstore. In: Bacao, F., Santos, M.Y., Painho, M. (Hrsg.) The 18th AGILE International Conference on Geographic Information Science, Lisbon (2015)Google Scholar
  63. 63.
    Kadner, D., Müller, M., Brauner, J., Bernard, L.: Konzeption eines Marktplatzes für den Austausch von Geoprozessierungsimplementierungen. gis.SCIENCE 2012, 118–124 (2012)Google Scholar
  64. 64.
    Bernard, L., Krüger, T.: Integration of GIS and spatio-temporal simulation models. Trans. GIS 4(3), 197–215 (2000). https://doi.org/10.1111/1467-9671.00049 CrossRefGoogle Scholar
  65. 65.
    Goodchild, M.F., Parks, B.O., Steyaert, L.T. (Hrsg.): Environmental Modeling with GIS. Oxford University Press, New York (1993)Google Scholar
  66. 66.
    Haubrock, S., Theisselmann, F., Rotzoll, H., Dransch, D.: Web-based management of simulation models – concepts, technologies and the users’ needs. In: Anderssen, R.S., Braddock, R.D., Newham, L.T.H. (Hrsg.) 18th World IMACS Congress and MODSIM09 International Congress on Modelling and Simulation, Cairns, S. 880–886 (2009)Google Scholar
  67. 67.
    Goodchild, M.F., Steyaert, L.T., Parks, B.O. (Hrsg.): GIS and Environmental Modeling: Progress and Research Issues. GIS World Books, Fort Collins (1996)Google Scholar
  68. 68.
    Maué, P., Stasch, C., Athanasopoulos, G., Gerharz, L.: Geospatial standards for web-enabled environmental models. Int. J. Spat. Data Infrastruct. Res. 6, 145–167 (2011)Google Scholar
  69. 69.
    IEEE: 1516 IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA) Framework and Rules Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York (2010)Google Scholar
  70. 70.
    Voinov, A., Shugart, H.H.: ,Integronsters‘, integral and integrated modeling. Environ. Model. Softw. 39(0), 149–158 (2013). https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2012.05.014 CrossRefGoogle Scholar
  71. 71.
    Beven, K.: Towards integrated environmental models of everywhere: uncertainty, data and modelling as a learning process. Hydrol. Earth Syst. Sci. 11(1), 460–467 (2007).  https://doi.org/10.5194/hess-11-460-2007 CrossRefGoogle Scholar
  72. 72.
    Wiemann, S.S.R., Karrascha, P., Brauner, J., Pech, K., Bernard, L.: Classification-driven air pollution mapping as for environment and health analysis. In: Paper Presented at the iEMSs Sixth Biennial Meeting: International Congress on Environmental Modelling and Software (iEMSs 2012), Leipzig. International Environmental Modelling and Software Society (2012)Google Scholar
  73. 73.
    Stasch, C., Foerster, T., Autermann, C., Pebesma, E.: Spatio-temporal aggregation of European air quality observations in the Sensor Web. Computers & Geosciences 47, 111-118 (2012). https://doi.org/10.1016/j.cageo.2011.11.008 CrossRefGoogle Scholar
  74. 74.
    ISO: ISO 19115-2 International Standard on Geographic information – Part 2: Metadata for imagery and gridded data. International Organization for Standardization (2005)Google Scholar
  75. 75.
    Henzen, C., Mäs, S., Bernard, L.: Provenance information in geodata infrastructures. In: Vandenbroucke, D., Bucher, B., Crompvoets, J. (Hrsg.) Geographic Information Science at the Heart of Europe. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, S. 131–151. Springer, Heidelberg (2013)Google Scholar
  76. 76.
    Pebesma, E.J., de Jong, K., Briggs, D.: Interactive visualization of uncertain spatial and spatio-temporal data under different scenarios: an air quality example. Int. J. Geograph. Inf. Sci. 21(5), 515–527 (2007). https://doi.org/10.1080/13658810601064009 CrossRefGoogle Scholar
  77. 77.
    Jung-Hong, H., Min-Lang, H.: Interoperable GIS operations: a quality-aware perspective. In: Gensel, J., Josselin, D., Vandenbroucke, D. (Hrsg.) 15th AGILE International Conference on Geographic Information Science, Avignon (2012)Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • Lars Bernard
    • 1
    Email author
  • Johannes Brauner
    • 2
  • Stephan Mäs
    • 2
  • Stefan Wiemann
    • 2
  1. 1.Professur für GeoinformatikTechnische Universität DresdenDresdenDeutschland
  2. 2.Technische Universität DresdenDresdenDeutschland

Personalised recommendations