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Bezeichnung | Architektur der GDI-DE – Ziele und Grundlagen |
Autor | Arbeitskreis Architektur |
Erstellt am | 1020.07.2023 |
Bearbeitungsstand | ☒ In Bearbeitung |
☐ Vorgelegt | |
☐ Abgestimmt | |
Dokumentablage | Kollaborationsplattform GDI-DE |
Beteiligte | Lukas Fingerhut (Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung Hamburg) Manuel Fischer (Betrieb GDI-DE, Bundesamt für Kartographie und Geodäsie) Conrad Franke (Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg) Nicole Heinrich (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen Berlin) Dieter Heß (Ministerium für Landesentwicklung und Wohnen Baden-Württemberg) Holger Meuel (Landesamt für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen) Katrin Pinkert (Landesamt für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen) Michael Riedel (Landesamt für Vermessung und Geoinformation Schleswig-Holstein) Burkhard Schlegel (Bezirksregierung Köln) Markus Schaffert (Hochschule Mainz) Anja Schupp (Hessisches Landesamt für Bodenmanagement und Geoinformation) Markus Seifert (Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung) Mark Stscherbina (Informationszentrum Bund) René Wiesner (Ministerium für Infrastruktur und Digitales des Landes Sachsen-Anhalt) Falk Würriehausen (Kst. GDI-DE, Bundesamt für Kartographie und Geodäsie) |
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Version | Datum | Änderung | Ersteller |
0.1 | 27.03.2013 | Erstfassung des Dokuments zur Abstimmung im AK Architektur und mit externen Experten | AK Architektur |
0.8 | 14.08.2013 | Kommentare aus dem informellen Review eingearbeitet (alle Kapitel) | AK Architektur |
0.11 | 20.11.2013 | Kommentare aus dem öffentlichen Review eingearbeitet (alle Kapitel) | AK Architektur |
3.0.0 beta | 25.11.2013 | Version zur Vorlage zur 20. Sitzung LG GDI-DE erzeugt | AK Architektur |
3.0.0 | 14.05.2014 | Beschluss im LG GDI-DE | Kst. GDI-DE |
3.1.0 beta | 10.10.2014 | Aufbereitung als Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | Kst. GDI-DE |
3.1.0 | 26.11.2014 | Beschluss im LG GDI-DE | Kst. GDI-DE |
3.1.1 | 30.10.2017 | Überarbeitung vor dem Hintergrund der NGIS sowie zur Vertretung von Wirtschaft | AK Architektur |
3.1.2 | 01.10.2019 | Redaktionelle Anpassungen und Hinweis zur Langzeitspeicherung | AK Architektur |
4.0.0 alpha | 23.03.2023 | Entwurf zur Neufassung des Dokumentes | AK Architektur |
4.0.0 beta | 1020.07.2023 | Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE (in Bearbeitung) | AK Architektur |
Inhalt
Abkürzung | Langfassung |
AdV | Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland |
BKG | Bundesamt für Kartographie und Geodäsie |
BMU | Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit |
CEN | European Committee for Standardization |
DIN | Deutsches Institut für Normung |
GDI-DE | Geodateninfrastruktur Deutschland |
GeoNutzV | Verordnung zur Festlegung der Nutzungsbestimmungen für die Bereitstellung von Geodaten des Bundes |
HTML | Hypertext Markup Language |
HTTP | Hypertext Transfer Protocol |
IETF | Internet Engineering Task Force |
IMAGI | Interministerieller Ausschuss für Geoinformationswesen |
INSPIRE | Infrastructure for Spatial Information in the European Community (Richtlinie 2007/2/EG) |
ISA | Interoperability Solutions for European Public Administrations |
ISO | International Organization for Standardization |
IT-PLR | IT-Planungsrat - zentrales Gremium von Bund, Ländern und Kommunen für die föderale Zusammenarbeit in der Informationstechnik |
IT-Rat | Rat der IT-Beauftragten der Bundesregierung |
KoSIT | Koordinierungsstelle für IT-Standards |
Kst. GDI-DE | Koordinierungsstelle der Geodateninfrastruktur Deutschlands |
LABO | Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz |
LANA | Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Naturschutz, Landschaftspflege und Erholung |
LG | Lenkungsgremium |
LOD | Linked Open Data |
MIG | Maintenance and Implementation Group |
|
|
NGIS | Nationale GeoInformations-Strategie |
NTK | Nationale Technische Komponenten |
OASIS | Organization for the Advancement of Structured Information Standards |
OGC | Open Geospatial Consortium |
SAGA | Standards und Architekturen für E-Government-Anwendungen |
W3C | World Wide Web Consortium |
WMS | Web Map Service (Kartendienst im Internet) |
XÖV | XML in der öffentlichen Verwaltung |
XML | Extensible Markup Language |
TODO
Der Begriff Geodateninfrastruktur Deutschland (GDI-DE) steht für das gemeinsame Vorhaben von Bund, Ländern und Kommunen, ihre Datenbestände mit Raumbezug (Geodaten) auf standardisierte und einfache Weise über das Internet bereitzustellen.
Geodaten haben bereits in viele Lebensbereiche Eingang gefunden. In Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft sind sie aus der täglichen Arbeit nicht mehr wegzudenken. Bürgerinnen und Bürger erzeugen oder nutzen Geodaten und setzen sie täglich im privaten Umfeld ein. Geodateninfrastrukturen helfen, Daten über reale Objekte nach gemeinsamen Regeln zu verorten und diese dann nach räumlichen oder sachlichen Kriterien zu recherchieren, zu analysieren und zu visualisieren. Das besondere Informations- und Wertschöpfungspotenzial einer Geodateninfrastruktur entsteht dadurch, dass vielfältige Daten aus unterschiedlichen Quellen mittels standardisierter Webtechnologie und durch ihren Raumbezug einfach miteinander in Beziehung gebracht werden können – über räumliche, fachliche und institutionelle Grenzen hinweg. Neues Wissen entsteht, Mehrwerte werden geschaffen, Effizienz und Qualität der Erledigung von Aufgaben mit Raumbezug steigen. Die Qualität der Geodaten selbst kann durch die vermehrte Nutzung und damit ein-hergehende Nutzerrückmeldungen gefördert werden.
Die Geodateninfrastruktur Deutschland (GDI-DE) schafft die Voraussetzungen zur standardisierten Bereitstellung und Nutzung von verteilt vorgehaltenen Geodaten aus verschiedenen Bereichen. Die Architektur der GDI-DE beschreibt die technischen Regeln und Komponenten, die dem Betrieb der GDI-DE zugrunde liegen, sowie deren Ausbau und Weiterentwicklung. Um ein reibungsloses Zusammenwirken der technischen Komponenten der GDI-DE zu ermöglichen, sind organisatorische und technische Rahmenvorgaben erforderlich, die zusammenfassend als Architekturkonzept der GDI-DE bezeichnet werden. Die Architektur wurde in einem breit angelegten Konsensprozess mit den Beteiligten (Stakeholdern) abgestimmt und dient den Akteuren der GDI-DE als gemeinsame Handlungsgrundlage. Die Architektur der GDI-DE richtet sich an Entscheider, Fachexperten, Projektleiter und IT-Spezialisten aus öffentlicher Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft sowie alle Interessierte, die zum Betrieb und Ausbau der GDI-DE beitragen.
Die Architektur der GDI-DE steht dabei in Bezug zur Nationalen Geoinformations-Strategie (NGIS) und ist im Besonderen an den Zielen dieser in 2015 beschlossenen Grundsatzstrategie ausgerichtet. Der IT-Planungsrat hatte im gleichen Jahr die NGIS „als wichtige Ergänzung der Nationalen E-Government-Strategie (NEGS)“ angesehen und in seinen beiden Beschlüssen für die NGIS ihre „grundlegende Bedeutung für föderale IT- und E-Government-Infrastrukturen“ herausgestellt und die „Umsetzung der NGIS insgesamt unterstützt“.
Darüber hinaus sind weitere Entwicklungen der Digitalisierung in der Verwaltung zu berücksichtigen. Im Folgenden werden die für die Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE maßgeblichen Vorhaben und ausgewählte Anwendungsfälle beschrieben und damit die Ausgangslage für die weitere Architekturentwicklung skizziertDie GDI-DE wurde 2003 von Bund und Ländern beschlossen. Seit 2004 setzen Bund und Länder auf der Grundlage einer Verwaltungsvereinbarung in Kooperation mit den Kommunalen Spitzen verbänden die GDI-DE mit konkreten Maßnahmen um. Ein erster Meilenstein des gemeinsamen Aufbaus war die Verabschiedung eines gemeinsamen Architekturkonzepts der GDI-DE im Jahr 2007. Das Architekturkonzept der GDI-DE wird seitdem regelmäßig weiterentwickelt und fortgeschrieben. Es beschreibt die technischen Regeln und Komponenten, die dem Betrieb der GDI-DE zugrunde liegen, sowie deren Ausbau und Weiterentwicklung.
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Das Architekturkonzept steht dabei in Bezug zur Nationalen GeoInformations-Strategie (NGIS) und ist im Besonderen an den Zielen dieser in 2015 beschlossenen Grundsatzstrategie ausgerichtet. Der IT-Planungsrat hatte im gleichen Jahr die NGIS „als wichtige Ergänzung der Nationalen E-Government-Strategie (NEGS)" angesehen und in seinen beiden Beschlüssen für die NGIS ihre „grundlegende Bedeutung für föderale IT- und E-Government-Infrastrukturen" herausgestellt und die „Umsetzung der NGIS insgesamt unterstützt". In der Folge hatten der Chef des Bundeskanzleramtes und die Chefinnen und Chefs der Staats- und Senatskanzleien der Länder „die Unterstützung der Umsetzung der NGIS" auf ihrer Besprechung in November 2015 beschlossen. In der weiteren Befassung werden bei den künftigen Aktivitäten der GDI-DE die Ziele der NGIS berücksichtigt, bspw. in der „Architektur der GDI-DE". Hier besteht fortan ein konkret definiertes Handlungsfeld zur Ausrichtung des Architekturkonzeptes auf die Ziele der NGIS.Mit der Fortentwicklung
Seit Veröffentlichung der Version 3.1.1 2 des Architekturkonzepts im Oktober 2017 2019 sind zusammenfassend folgende Veränderungen eingetreten, die eine geringfügige grundlegende Fortschreibung erforderten:
* Einarbeitung der Langzeitspeicherung gemäß Protokoll der 28. Sitzung des LG GDI-DE, Pradigmenwechsel in der Standardisierung des OGC und W3C bzgl. "Spatial Data on the Web/Linked Data"
* Aufnahme neuer Grundlagen und Rahmenbedingungen wie GAIA-X, Datenstrategie des Bundes oder OZG
* Durchführungsbeschluss zur Überwachung und Berichterstattung vom 19.08.2019 und
* Änderung der Bezeichnung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU).* Definition SMART'er Ziele für die Architektur der GDI-DE, Version 4.0
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Die Zählung der Versionen eines Dokuments erfolgt dreistufig:
Die Hauptversion (z. B. 2 3.0.0 auf 3 4.0.0) wird hochgezählt, wenn sich inhaltliche oder strukturelle Änderungen mit Auswirkungen auf viele Dokumente ergeben haben. Hierfür ist vor der Veröffentlichung ein Beschluss des LG GDI-DE erforderlich.
Die Unterversion (z. BB. 34.0.0 auf 34.1.0) wird hochgezählt, wenn sich Änderungen geringeren Umfangs an den Inhalten eines Dokuments ergeben haben. Auch hierfür ist vor der Veröffentlichung ein Beschluss des LG GDI-DE erforderlich.
Der Korrekturstand (z. BB. 34.0.0 auf 34.0.1) wird hochgezählt, wenn sich editorische oder geringfügige inhaltliche Änderungen an Dokumenten ergeben. Das LG GDI-DE wird über die Änderungen informiert. Ein Beschluss des LG GDIDE vor der Veröffentlichung ist nicht vorgesehen.
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Begriff | Definition/Beschreibung |
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Langzeitspeicherung | Unter dem Begriff der Langzeitspeicherung wird die Auswahl, revisionssichere Aufbewahrung, Erhaltung und Wiedernutzbarmachung von älteren, nicht mehr regelmäßig verwendeten elektronischen Dokumenten/Geodaten verstanden. Die Daten der Langzeitspeicherung werden für den Zeitraum der Aufbewahrungsfrist und mit einer definierten Übergabe von Datenpaketen an die Archivverwaltungen langzeitgespeichert. |
Langzeitarchivierung | Dauerhafte Aufbewahrung und Erhaltung von Unterlagen durch Archive nach Ablauf der Aufbewahrungsfrist zur Bewahrung historischer Überlieferungen. Zur Archivierung gehören die Festlegung der archivwürdigen Datensätze bzw. Eigenschaften eines Datensatzes und die Wiederherstellung für die Nutzbarmachung. |
GAIA-X | GAIA-X ist ein Projekt zum Aufbau einer leistungs- und wettbewerbsfähigen, sicheren und vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur für Europa, das von Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung (federführend) aus Deutschland und Frankreich, gemeinsam mit weiteren, vorwiegend europäischen Partnern getragen wird. |
Geodaten | Geodaten sind alle Daten mit direktem oder indirektem Bezug zu einem bestimmten Standort oder geografischen Gebiet. Während ein direkter Raumbezug üblicherweise über Koordinaten hergestellt wird, kann ein indirekter Bezug beispielsweise durch eine Adresse oder eine statistische Einheit gegeben sein. Die Bereitstellung und Speicherung von Geodaten ist zeitlich versioniert und dauerhaft sicherzustellen. |
Metadaten | Metadaten sind Informationen, die Geodaten oder Geodatendienste beschreiben und es ermöglichen, Geodaten und Geodatendienste zu ermitteln, in Verzeichnisse aufzunehmen und zu nutzen. |
Geodatendienste | Geodatendienste sind vernetzbare Anwendungen, welche Geodaten und Metadaten in strukturierter Form zugänglich machen. |
Interoperabilität | Interoperabilität ist die Kombinierbarkeit von Daten beziehungsweise die Kombinierbarkeit und Interaktionsfähigkeit verschiedener Systeme und Techniken unter Einhaltung gemeinsamer Standards. |
Geodateninfrastruktur | Geodateninfrastruktur ist eine Infrastruktur bestehend aus Geodaten, Metadaten und Geodatendiensten, Netzdiensten und -technologien, Vereinbarungen über gemeinsame Nutzung, über Zugang und Verwendung sowie Koordinierungs- und Überwachungsmechanismen, -prozesse und -verfahren mit dem Ziel, Geodaten verschiedener Herkunft interoperabel verfügbar zu machen. |
Geoportal | Geoportal ist eine elektronische Kommunikations-, Transaktions- und Interaktionsplattform, die über Geodatendienste und weitere Netzdienste den Zugang zu den Geodaten ermöglicht. |
Netzdienste | Netzdienste sind netzbasierte Anwendungen zur Kommunikation, Transaktion und Interaktion. |
Datensatz | Als Datensatz wird eine in sich abgeschlossene Sammlung von Geodaten bezeichnet, z. B. ein digitaler Datenbestand zu einem bestimmten fachlichen Thema und einem bestimmten Zeitpunkt. |
Datenraum | Ein Datenraum ist ein sicherer virtueller Speicherort, der es ermöglicht, vertrauliche Daten und Dokumente zu speichern, zu teilen und zu verwalten, während der Zugriff und die Kontrolle streng geregelt sind. |
Serie | Als Serie wird eine Sammlung von Datensätzen mit derselben Produktspezifikation bezeichnet. Sie stellt z. B. eine Folge von gleichartigen Datensätzen, die sich in der zeitlichen Aussage zum Gültigkeitszeitraum unterscheiden, dar. |
Kachel | Als Kachel wird eine räumliche Untereinheit eines Datenbestandes bezeichnet. Dies können eine Unterteilung in einzelne räumlich begrenzte Datenbestände (z.B. regionale Einteilung von Planwerken), Einheiten eines Blattschnittes oder einer Fortführungsblockung eines übergeordneten Ganzen sein. In Ergänzung zu den für alle diese Kacheln gemeinsam geltenden, verpflichtenden Metadaten auf der Ebene Datensatz können hier gezielt Metadaten zu den einzelnen Bestandteilen der entsprechend organisierten Datenbestände abgelegt werden. |
Objektart | Als Objektart wird eine fachliche Untereinheit eines Datenbestandes aufgrund der enthaltenen Objektarten (Featuretypes) bezeichnet. Dies ermöglicht z.B. die Herstellung des Bezugs zu Download-Diensten, die auf einzelne, bestimmte Objektarten fokussieren. In Ergänzung zu den für alle diese Objektarten gemeinsam geltenden, verpflichtenden Metadaten auf der Ebene Datensatz können hier gezielt Metadaten zu den einzelnen Objektarten abgelegt werden. |
Geo-Objekt | Die abstrakte Darstellung eines Phänomens der Realwelt in Bezug auf einen bestimmten Standort oder ein geografisches Gebiet. |
Qualität | Nach EN ISO 19101 die Gesamtheit der Merkmale eines Produkts, die sich auf dessen Eignung beziehen, festgelegte oder vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. |
Plattform | Eine Plattform ist ein Produkt, das als Basis genutzt wird, um komplexere Produkte zu gestalten oder Dienstleistungen zu liefern. Ein Kommunikations-Netzwerk ist z.B. eine Plattform für die Übermittlung von Wissen oder Daten. Charakteristisch für digitale Plattformen ist ihre Netzwerkstruktur. Viele Teilnehmer der Plattformen tauschen Informationen aus und sind miteinander vernetzt - der Nutzen und die Attraktivität der Plattform steigen mit der Anzahl ihrer Teilnehmer. |
Linked Data | Eine Vernetzung offener Daten über das Internet und das World Wide Web im Sinne von „Linked Data“ eröffnet die Möglichkeit, die Daten über Domänen und Organisationsgrenzen hinweg, etwa für Statistiken, Auswertungen, Karten und Publikationen zu nutzen und durch eine Verknüpfung Zusammenhänge in kurzer Zeit zu verstehen. Mehrwerte ergeben sich, wenn Datenbestände, die zuvor noch nicht miteinander verknüpft waren, miteinander kombiniert werden und dies zu neuen Erkenntnissen führt. Vor allem die leichte Adressierbarkeit von Datenbeständen im Internet hilft, vorhandene Hürden beim Datenabruf zu senken. Linked Data funktioniert nach dem Prinzip, Daten in sogenannten Tripeln zu beschreiben und miteinander zu verknüpfen. Ein Triple ist eine Aussage aus den drei Elementen Subjekt, Prädikat, Objekt, zum Beispiel Fluss – ist ein – Gewässer. Jedes dieser Elemente wird über einen persistenten, dereferenzierbaren Uniform Resource Identifier (URI) identifiziert. |
Spatial Data on the Web | Der Begriff “Spatial Data on the Web” wurde durch eine gemeinsame Arbeitsgruppe des World Wide Web Consortium (W3C) und des Open Geospatial Consortium (OGC) geprägt und beschreibt in Form von Best Practices die Anforderungen zur Veröffentlichung von Geodaten im Web. Prinzipien wie "Linked Data" und weitere Standard Web-Technologien werden dabei angewendet. |
Paradigmenwechsel | Die Entwicklung und Nutzung von Webservices in der Mainstream-IT haben sich in den letzten Jahren grundlegend verändert. Der Weg führt weg von komplexen und speziellen Architekturen wie z. B. SOAP hin zu leichtgewichtigeren Lösungen auf Basis von REST (Representational State Transfer). Das Open Geospatial Consortium (OGC) hat sich der Herausforderung gestellt und will nun mit der Einführung der OGC APIs einen Paradigmenwechsel einleiten. Wichtige Ziele sind dabei die Vereinfachung des Zugriffs auf verteilte Geodaten, sowie die einfachere Integrierbarkeit in beliebige Webanwendungen und Prozesse. |