Wissenschaftliche Begleitforschung für das Projekt "Geodaten-Infrastruktur NRW" (GDI) durch das Institut für Geoinformatik, Universität Münster:

Projektziel

Ziel der wissenschaftlichen Begleitung ist es, durch eine Beratung in allen Phasen der Geodaten-Infrastruktur NRW Entwicklung (und der beteiligten Projekte) die Übereinstimmung mit · dem neusten Stand der Erkenntnisse zum Aufbau von Geodaten-Infrastrukturen und · den OpenGIS-Spezifikationen zu garantieren.

Hintergrund

Mit der Geodaten-Infrastruktur NRW soll der Markt für Geoinformation in NRW aktiviert und ausgeweitet werden. Dabei werden nicht mehr nur Spezialisten und Fachanwender als Nutzer von Geodaten anvisiert, sondern zunehmend auch der Massenmarkt und die ihn bedienenden Dienstleister. Die Erfahrungen des Open GIS Consortiums (OGC) und verschiedener nationaler Geodateninfrastruktur-Projekte (u.a. Niederlande, Portugal, Finnland, UK, USA, Australien) haben deutlich gezeigt, dass eine solche Marktentwicklung mindestens die folgenden wesentlichen Rahmenbedingungen erfordert:

• Aufbau auf den Konzepten von Diensten und Informationsprodukten (statt nur Daten)
• Spezifikation von entsprechenden Software-Schnittstellen
• Entwicklung einer generellen Architektur für Dienste (Referenzmodell)
• Anbindung an internationale Standards (ISO, OMG, OGC)
• Einsatz von Standard-Softwarekomponenten
• Erweiterbarkeit durch neue technische Komponenten und neue Formen der Nutzung.

Diese Voraussetzungen können nur in einem Konsensverfahren erreicht werden, welches die an der Geodaten-Infrastruktur NRW zu beteiligenden Nutzer, Datenanbieter, Datenveredler, Datenbroker, Berater, Software- und Hardware-Hersteller einbezieht. Die Organisation dieses Verfahrens obliegt der Projektleitung Geodatennetz NRW bzw. den Projektbeteiligten. Es wird zur Zeit untersucht, ob dazu die Form eines OGC Testbeds geeignet und realistisch wäre. Die Rolle der wissenschaftlichen Begleitung durch das IfGI ist, unter Voraussetzung der Rahmenbedingungen

• Gegenstände für eine Konsensbildung zu identifizieren
• Leitlinien für Lösungen auszuarbeiten und
• Kompatibilität der Lösungen mit internationalen Standards und Erkenntnissen zu sichern. Arbeitsplan Auf der Grundlage der beschriebenen Projektziele und Hintergründe hat das IfGI sieben Fragestellungen identifiziert, deren Beantwortung für die Entwicklung einer erfolgreichen Geodaten-Infrastruktur für Nordrhein-Westfalen unabdingbar ist.

Ansprechpartner für das Projekt „Wissenschaftliche Begleitforschung für das Projekt „Geodaten-Infrastruktur NRW“ (GDI)“: Christoph Brox (broxc@ifgi.uni-muenster.de)

Die folgenden Forschungsfragen wird das IfGI vor dem Hintergrund derzeitiger und zukünftiger OpenGIS-Spezifikationen untersuchen:

1. Welche Anforderungen haben die Nutzer von Geoinformation in NRW und welche Anforderungen ergeben sich daraus für die Komponenten des Geodatennetzes?

Geodaten-Infrastruktur NRW aktiviert den Markt für Geoinformation (GI) in NRW. Zunehmend werden neben Spezialisten und Fachanwendern der Massenmarkt und die ihn bedienenden Dienstleister als Kunden anvisiert. Deren Anforderungen, welche Daten sie wie nutzen (Nützlichkeit und Nutzbarkeit von GI) werden auf der Grundlage der Marktstudie und ggf. weiterer Untersuchungen analysiert.

Welche Anforderungen haben die Nutzer von Geoinformation in NRW und welche Anforderungen ergeben sich daraus für die Komponenten der Geodaten-Infrastruktur NRW?

Der Geodatenmarkt kann nur in Schwung kommen und in Schwung gehalten werden, wenn es eine ausreichende Nachfrage nach Geoinformation gibt, die vom Markt befriedigt werden kann. Häufig sind (potenzielle) Nutzer aber nicht in der Lage, ihre Nachfrage deutlich zu machen. Sie erkennen die Möglichkeiten und ihren Bedarf erst dann, wenn sie passende Produkte angeboten bekommen. Die derzeit vorhandenen Produkte werden nicht erwartungsgemäß nachgefragt und genutzt. Neben anderen Faktoren (organisatorische, rechtliche, finanzielle Aspekte) sind die Gründe wohl auch in ihrer Beschaffenheit zu suchen; sie entsprechen nicht dem Bedarf der Nutzer bzw. sind nicht in der Lage, den Bedarf der Nutzer zu wecken. Vielleicht haben die vorhandenen Daten die Nutzer sogar abgeschreckt. Deshalb ist es zunächst notwendig, sich mit den Bedürfnissen der Nutzer auseinanderzusetzen, um Produkte zu schaffen, die wirklich gebraucht werden, und eine zu ihrer Nutzung notwendige Infrastruktur aufzubauen. Damit wird vermieden, dass teuere Produkte hergestellt werden, die sich nicht absetzen lassen, womit letztlich keiner Seite gedient ist.

Ansprechpartnerin: Catharina Riedemann (riedema@ifgi.uni-muenster.de)

2. Welche funktionierenden Mechanismen gibt es in in- und ausländischen Geodaten-Infrastrukturen, und wie lassen sich diese auf den Geoinformationsmarkt NRW übertragen?

Einer der Hauptaufgaben des IfGI ist es, neuste, internationale Erkenntnisse zum Aufbau von Geodateninfrastrukturen in das Projekt Geodaten-Infrastruktur NRW einfließen zu lassen, z.B. aus denn Arbeiten des Open GIS Consortium (OGC) oder nationaler Geodateninfrastruktur-Projekte (Niederlande, Portugal, Finnland, UK, USA, Australien, u.a.). Daher ist es während der gesamten Projektdauer ein fortlaufende Aufgabe, solche Informationen zu akquirieren, Erfolgsfaktoren bestehender Geodateninfrastrukturen auszuwerten und als Input für die übrigen Arbeitspakete in das Projekt zu geben.

Welche funktionierenden Mechanismen gibt es in in- und ausländischen Geodaten-Infrastrukturen, und wie lassen sich diese auf den Geoinformationsmarkt NRW übertragen?

Eine Geodaten-Infrastruktur ist ein komplexes Netz aus Hardware, Software, Daten, Anbietern, Dienstleistern, Anwendern, finanziellen und rechtlichen Regelungen, Ausbildungsstand der Beteiligten. Alle Komponenten müssen so zusammen arbeiten, dass Anwender Geodaten finden, die ihnen bei der Beantwortung ihrer raumbezogenen Fragestellungen helfen, und diese Geodaten beziehen und einsetzen können. Dies erfordert ein Zusammenspiel der Komponenten ohne Reibungsverluste. Erschwert wird das durch die Vielfalt unterschiedlicher Anforderungen. Die Infrastruktur darf kein starres Gebilde sein, sondern muss sich an die verschiedenen Nutzerwünsche anpassen können, um sie zu befriedigen. Im In- und Ausland sind bereits Geodaten-Infrastrukturen konzipiert und realisiert worden. Die dabei gewonnenen Erfahrungen können beim Aufbau einer neuen Infrastruktur genutzt werden: Erfolgreiche Mechanismen können übernommen werden, bereits gemachte Fehler können vermieden werden. Eine Übernahme wird vermutlich nicht ohne Veränderungen möglich sein, da sich die einzelnen Märkte aufgrund regionaler Besonderheiten unterscheiden. Möglicherweise sind sogar manche Strategien, die in einem bestimmten Markt funktionieren, in einem anderen Markt überhaupt nicht anwendbar.

Ansprechpartner: Sebastian Basedow (basedow@ifgi.uni-muenster.de), Katharina Zens (zens@ifgi.uni-muenster.de)

3. Welche Lösungsmöglichkeiten eröffnen die Konzepte von Diensten und Informationsprodukten für die Probleme der Datenintegration, Datenmigration, Aktualisierung und Preisgestaltung?

Die Anforderungen der Nutzer werden in die Anforderungen an die Komponenten der Geodaten-Infrastruktur NRW „übersetzt“. Die Nutzer von Geoinformation benötigen in der Regel keine Daten, sondern Informationsprodukte und Dienste, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.

Der Erfolg der Geodaten-Infrastruktur NRW orientiert sich an der Nachfrage nach Diensten und Informationsprodukten, die das bestehende und geplante Angebot von Geodaten nutzen. Daher können die Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Geodaten-Infrastruktur NRW nur in einem Konsensverfahren geschaffen werden, das die an der Geodaten-Infrastruktur beteiligten Nutzer, Datenanbieter, Datenveredler, Datenbroker, Berater, Software- und Hardware-Hersteller einbezieht.

Welche Lösungsmöglichkeiten eröffnen die Konzepte von Diensten und Informationsprodukten für die Probleme der Datenintegration, Datenmigration, Aktualisierung und Preisgestaltung?

Geodaten werden nicht im erwarteten und möglichen Umfang genutzt. Ein Hauptproblem ist die Tatsache, dass die Daten nicht genau den Anforderungen der Nutzer entsprechen. Sie müssen erst an die speziellen Wünsche angepasst werden. Außer der Bearbeitung eines Datensatzes (wie z. B. Selektionen, graphische Ausgestaltung, Formatänderungen) gehört dazu auch die Integration verschiedener Datensätze, die sowohl technisch als auch inhaltlich sehr problematisch sein kann. Wenn Datensätze den Kundenanforderungen entsprechend aufbereitet sind, stellt sich die Frage, wie mit Aktualisierungen der Originaldatensätze umgegangen werden kann. Sie müssen möglichst problemlos in den kundenspezifischen Datensatz übernommen werden können. Hier gibt es noch offene Fragen, z. B. was mit Verknüpfungen passiert oder wie sich geometrische Veränderungen an Objekten bei ihren Nachbarobjekten auswirken. Nicht zuletzt stellt die Preisgestaltung ein wesentliches Hindernis bei der Nutzung von Geodaten dar. Der Preis darf den Nutzen der Geoinformation, also den Wert der zu unterstützenden Entscheidung nicht übersteigen.Derzeit werden Daten meist mit von den Datenproduzenten festgelegten Standardinhalten, in Standardform und zu Standardpreisen auf den Markt gebracht. Als neue Ansätze werden die Konzepte von Diensten und Informationsprodukten gesehen, die vom Kunden und seinen Anforderungen ausgehen. Auf der Basis dieser Anforderungen werden Produkte erstellt, die auf die Unterstützung der Entscheidungen des Kunden ausgerichtet sind. Anhand des Werts der zu unterstützenden Entscheidungen kann vorab ermittelt werden, was das Produkt kosten darf. Übersteigt seine Herstellung den Preis, wird es unwirtschaftlich und damit entbehrlich.

4. Welche Form von Business Networks erfordert und ermöglicht der Geoinformationsmarkt NRW?

Die Anforderungen der Nutzer von GI nach Informationsprodukten und Diensten müssen durch eine Organisationsform umgesetzt werden, die den Möglichkeiten und Bedürfnissen des nordrhein-westfälischen Geoinformationsmarktes entspricht. Das IfGI schlägt Business Networks vor, in denen sich Wertschöpfungsgemeinschaften mit sich ergänzendem Kernkomponenten der Geodaten-Infrastruktur NRW auf Kundenanfrage zusammen schließen, um das gewünschte Informationsprodukt/den gewünschten Dienst bereitzustellen. Form und Inhalte der Business Networks sollten in einem breiten Konsensverfahren diskutiert und festgelegt werden.

Welche Form von Business Networks erfordert und ermöglicht der Geoinformationsmarkt NRW?

Qualitativ gute Geobasisdaten alleine garantieren keinen florierenden Geoinformationsmarkt. Erst Dienstleistungen machen aus Geobasisdaten für den Kunden nutzbare Informationsprodukte. Informationsprodukte werden den Nutzeranforderungen gerecht und sind somit auf dem Markt erfolgreich. Bisher fehlen in NRW Methoden und Mechanismen sowohl für die Kooperation von Kunden und Dienstleistern als auch von Anbietern untereinander.

Ein Baustein für die Bereitstellung von Informationsprodukten sind Business Networks im Geoinformationsmarkt NRW: Kundengerechte Dienstleistungen werden durch Partner mit sich ergänzenden Kernkompetenzen erbracht. Sie schließen sich auf Kundenanforderung zusammen und stellen in einem gemeinsamen Produktionsprozess das gewünschte Informationsprodukt bereit.

Ziele im Projekt sind: Ein Konzept für die organisatorische Umsetzung der Ziele der Geodaten-Infrastruktur NRW in Form von Business Networks liegt vor.

Inhaltliche Ziele sind: Ein erster Schritt für nutzergerechte „Dienste“ ist es, die vom Kunden benötigten Operationen auf den Geobasisdaten zu identifizieren und technisch zu ermöglichen (nicht AP5!). In einem zweiten Schritt werden Daten und Operationen für den Kunden (technisch und organisatorisch) verfügbar gemacht. Nur durch solche „Dienste“ werden aus Geobasisdaten nutzbare Informationsprodukte. Nur durch nachgefragte geographische Informationsprodukte können der Geoinformationsmarkt aktiviert und die Geschäftsgrundlage für Datenproduzenten, innovative Software-Entwickler und Software-Dienstleister nachhaltig gesichert werden. Die vorgeschlagene Geschäfts- und Organisationsform sind Business Networks.

Ansprechpartner: Christoph Brox (broxc@ifgi.uni-muenster.de)

5. Welches sind die technischen Voraussetzungen für das Funktionieren dieser Business Networks?

Für die Umsetzung erfolgreicher Business Networks müssen die technischen Voraussetzungen geschaffen werden. Dieses Arbeitspaket definiert die technischen Anforderungen an die Komponenten und Schnittstellen für die Umsetzung von Business Networks in der Geodaten-Infrastruktur NRW.

Eine technische Voraussetzung ist zunächst eine Infrastruktur in Form von verteilten, offenen Systemen, deren Interaktionen gängigen Standards gehorcht. Metadaten bereitstellen und suchen wird ein wesentlicher Faktor sein, Datensicherheit ein weiterer. Das Internet wird das zentrale Medium des GI-Marktes darstellen. Weitere technische Voraussetzungen werden sich aus den Antworten auf die vorgegangenen Fragestellungen ergeben.

Ansprechpartner: Dr. Yaser Bishr (bishr@ifgi.uni-muenster.de), Kristian Senkler (senkler@ifgi.uni-muenster.de), André Hugenroth (ahuge@ifgi.uni-muenster.de)

6. Welche Architektur soll den technischen Lösungen zugrunde gelegt werden (Referenzmodell)?

Um das reibungslose Zusammenspiel der (Software-)Komponenten innerhalb der GDI zu gewährleisten, muss hierfür eine gemeinsame Basis gefunden werden. Diese muss alle relevanten Aspekte des Software-Engeneering-Prozesses abdecken und als Kommunikationsplattform zwischen den Entwicklern, NRW und dem IfGI als wissenschaftlicher Begleiter dienen. Ohne diese Basis besteht die Gefahr, dass sich Funktionalitäten und Aufgabenbereiche entwickelter Softwarekomponenten sich nicht ergänzen sondern überschneiden und von der zugrunde liegenden Philosophie der GDI sowie von internationalen Standards abweichen. Um eine solche Basis zu schaffen, wird das IfGI ein Referenzmodell für die GDI entwickeln. Durch das Referenzmodell wird das Land NRW eine klare Vorstellung des Geschäftsmodells bekommen, welches die GDI verfolgt. Die Teilprojekte / Entwicklungsteams können die benötigten Dienste und infolgedessen die Systemfunktionalität und die Geschäftsziele besser identifizieren. Letztlich bekommt das IfGI ein besseres Verständnis der Anforderungen an die GDI und kann somit gezieltere wissenschaftliche Begleitung garantieren.

Das Referenzmodell wird über fünf mit einander in Beziehung stehende Teilmodelle spezifiziert:

·         Geschäftsmodell: verdeutlicht die Geschäftsziele, zeigt die Beziehungen zwischen dem Land NRW und dem privaten Sektor auf (z.B. Entwicklungsteams, die ihre Produkte vermarkten wollen) und beschreibt die Geschäftsbedingungen und Geschäftspolitik.

·         Nutzermodell: identifiziert die unterschiedlichen Nutzertypen (Nutzer aus dem Bereich der Landesbehörden NRW oder aus dem privaten Sektor) und beschreibt deren Anforderungen an das Gesamtsystem.

·         Prozessmodell: beschreibt die Geschäftseinheiten auf abstrakter Ebene, die mit Hilfe des Gesamtsystems GDI modelliert und festgeschrieben werden, sowie deren Regeln und Arbeitsabläufe.

·          Architekturmodell: beschreibt sowohl die Systemkomponenten der GDI und ihre wechselseitigen Beziehungen (z.B. Server-Funktionalitäten, Client-Anwendungen, usw.) als auch die Beziehungen der Systemkomponenten zu unterschiedlichen OpenGIS Spezifikationen.

·          Implementierungsmodell: unterteilt das Architekturmodell in kleinere Komponenten und beschreibt den Entscheidungsbereich im Hinblick auf die einzusetzenden Technologien (Entwicklungsplattformen, Aufbau und Wiederverwendung einzelner Komponenten, Performanz, Entscheidungen bezüglich Netzwerklösungen, etc.).

Ansprechpartner: Dr. Yaser Bishr (bishr@ifgi.uni-muenster.de), Kristian Senkler (senkler@ifgi.uni-muenster.de)

7. In welcher Form kann die Qualität der Leistungen einer Geodateninfrastruktur NRW überprüft bzw. gesichert werden?

Der erste Schritt zur Qualitätssicherung einer Geodaten-Infrastruktur NRW ist die Erstellung von Qualitätsmaßstäben. Erste Ansätze ergeben sich aus den Arbeitspaketen 2-7 und werden in den nachfolgenden Projektphasen II „Implementierungsspezifikationen“ und III. „Prototypen-Entwicklung“ verfeinert, getestet und optimiert.

In welcher Form kann die Qualität der Leistungen einer Geodateninfrastruktur NRW überprüft bzw. gesichert werden?

Geodaten-Infrastruktur NRW besteht aus einer Vielzahl von Komponenten und Schnittstellen, die zu einem Gesamtsystem integriert werden. Die Entwicklung von Komponenten und Schnittstellen erfolgt durch verschiedene Auftragnehmer. Dies erfordert neben deren Qualitätssicherung sorgfältig festgelegte „measures of success“ für die Integration zu einem erfolgreichen Gesamtsystem. Akzeptanz und Erfolg von Geodaten-Infrastruktur NRW beruht auf der Erfüllung organisatorischer, technischer und kommerzieller Qualitätsmaßstäbe.

Ziel des Gesamtprojekts ist ein deutlicher Ausbau des GI-Marktes auf der Grundlage existierender Geobasisdaten. Das Ziel wird durch die Qualitätssicherung von

·         Komponenten

·         Schnittstellen

·         Gesamtsystem

erreicht.

Ansprechpartner: Christoph Brox (broxc@ifgi.uni-muenster.de)