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Der Korrekturstand (z. B. 4.0.0 auf 4.0.1) 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.

2 Rahmenbedingungen

Im Folgenden werden die für die Architektur der GDI-DE maßgeblichen Vorhaben und ausgewählte Anwendungsfälle beschrieben und damit die Ausgangslage für die weitere Architekturentwicklung skizziert.

2.1.    IT-Konsolidierung der öffentlichen Verwaltung

Im Rahmen der Architekturentwicklung ist es ebenfalls erforderlich, die Einbettung der GDI-DE exemplarisch in die IT-Konsolidierung des Bundes zu betrachten. Die Ziele der 2015 von der Bundesregierung beschlossenen IT-Konsolidierung sind: 

•    Informationssicherheit vor dem Hintergrund steigender Komplexität gewährleisten
•    Hoheit und Kontrollfähigkeit über die eigene IT dauerhaft erhalten
•    auf innovative technologische Trends flexibel reagieren können
•    einen leistungsfähigen, wirtschaftlichen, stabilen und zukunftsfähigen Betrieb sicherstellen
•    ein attraktiver Arbeitgeber für IT-Fachpersonal bleiben 
 
Die IT-Konsolidierung Bund umfasst vier Handlungsstränge:

Betriebskonsolidierung

Bis Ende 2023 wird eine Bündelung des IT-Betriebs der unmittelbaren Bundesverwaltung auf wenige Rechenzentren mit entsprechender Standardisierung der Systemplattformen und Vereinheitlichung der Sicherheitsstandards angestrebt (derzeit auf über 1.000 Betriebsstätten verteilt). Damit werden Kosten reduziert und ein angemessenes Sicherheitsniveau gewährleistet. Im Jahr 2017 hat die Überführung erster IT-Betriebe zu den zentralen IT-Dienstleistern, dem ITZBund und der BWI GmbH begonnen. Die Überführung der einzelnen Behörden findet in individuellen Projekten nach einem standardisierten Vorgehen statt. Die Behörden erhalten hierbei professionelle Unterstützungsleistungen. Sie sollen vor allem für ihre neue Rolle als Auftraggeber befähigt und ein stabiler Betrieb sichergestellt werden.

Dienstekonsolidierung

Das Programm Dienstekonsolidierung entwickelt als Handlungsstrang 3 der IT-Konsolidierung Bund bis 2025 für gleichartige Anwendungsfälle einheitliche, leistungsstarke und sichere IT-Lösungen für den Bund. Diese IT-Lösungen werden derzeit im Rahmen von 41 unterschiedlichen IT-Maßnahmen der Dienstekonsolidierung umgesetzt. Sie sollen in Zukunft rund 200 Bundesbehörden zur Verfügung stehen und nicht nur die IT-Landschaft vereinheitlichen und modernisieren, sondern auch Arbeitsprozesse digitalisieren und verändern. Das Programm wird zentral durch das BMI gesteuert, während die Umsetzung der einzelnen IT-Maßnahmen durch verschiedene Ressorts erfolgt.

Dienstleisterertüchtigung

Die IT-Dienstleister ITZBund und BWI GmbH sind für die Aufgaben der Betriebs- und Dienstekonsolidierung zu ertüchtigen und zu harmonisieren, um die Herausforderungen bewältigen zu können.

Beschaffungsbündelung

IT-Beschaffungen der unmittelbaren Bundesverwaltung werden über die Zentralstelle für IT-Beschaffung (ZIB) gebündelt.
•    IT-Hardware
•    Software
•    Informations- und Kommunikationstechnik sowie
•    IT-Dienstleistungen und IT-nahe Dienstleistungen (Beratung, Instandhaltung sowie sonstige Services). 
Auch mit einfließen sollen in diese Betrachtung die bereits durchgeführten Analysen zur Nutzung der Nationalen Technischen Komponenten und die Vorgaben der GDI-DE. 
Die Digitalisierung bietet immense Chancen und ein enormes Innovationspotenzial für Gesellschaft, Wirtschaft, Wissenschaft und Staat. Die Eckpunkte, die das Kabinett nun beschlossen hat, dienen als Basis für die Entwicklung einer umfassenden Datenstrategie der Bundesregierung.

2.2.    Die Datenstrategie des Bundes

Das Kabinett hat Eckpunkte einer Datenstrategie der Bundesregierung beschlossen. Die Bereitstellung und verantwortungsvolle Nutzung von Daten soll in Deutschland signifikant gesteigert werden. Datenmissbrauch will die Bundesregierung konsequent verhindern.
Relevanz von Daten für eine moderne Gesellschaft
Daten helfen beispielsweise dabei, ein ökologisches, ökonomisches und sicheres Mobilitätsumfeld zu schaffen. Intelligente Transportsysteme sind vernetzt, dadurch können Gefahren automatisiert erkannt werden, bevor ein Mensch sie sehen könnte. Daten können auch dabei helfen, Krankheiten besser zu bekämpfen. Therapien lassen sich dadurch besser auf eine Person abstimmen und damit auch bisher als "unheilbar" geltende Krankheiten erfolgreich behandeln. Durch eine bessere Datennutzung von Seiten des Staates können für Bürgerinnen und Bürger effektivere Leistungen zur Verfügung gestellt werden.
Zielsetzung für die Datenstrategie
Mithilfe der Datenstrategie sollen diese Potenziale genutzt werden. Die Bereitstellung von Daten und die verantwortungsvolle Nutzung soll in Deutschland signifikant gesteigert und Datenmissbrauch konsequent verhindert werden. Datengetriebene Innovationen sollen dadurch gefördert werden. Zur Entwicklung einer Datenstrategie der Bundesregierung soll auch ein breiter Beteiligungsprozess gestartet werden.
Ansätze aus dem Eckpunktepapier
Für diesen Entwicklungsprozess hat die Bundesregierung vier konkrete Handlungsfelder identifiziert: Die Datenstrategie soll dazu dienen, die Datenbereitstellung und den Datenzugang zu verbessern, eine verantwortungsvolle Datennutzung zu befördern, Datenkompetenz in der Gesellschaft zu erhöhen und den Staat zum Vorreiter einer Datenkultur zu machen. 

2.3.    Daten-Infrastrukturen am Beispiel von GAIA-X

Das Projekt GAIA-X dient dem Aufbau einer leistungs- und wettbewerbsfähigen, sicheren und vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur in Europa und sollte daher bei der Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE grundsätzlich betrachtet werden. GAIA-X wurde 2019 vorgestellt und wird in Deutschland unter anderem von Vertretern der deutschen Bundesregierung, Wirtschaft und Wissenschaft getragen. 
GAIA-X baut auf verschiedenen Richtlinien und Grundsätzen auf und erstellt eine technische Zielarchitektur nach den Anforderungen der Daten- und Infrastruktur-Ökosysteme durch den Einsatz der föderierten GAIA-X Services. Dafür wird eine „Architecture of Standards“ entwickelt, um Portabilität, Interoperabilität und Interkonnektivität zu erhöhen. Diese Architektur beschreibt Standards, Nutzungsvoraussetzungen und Richtlinien für die Verarbeitung und Speicherung von Daten. Mit der Verknüpfung verschiedener Architekturebenen schlägt GAIA-X eine Brücke für unterschiedlichste Ökosystem-Anwender:

Daten-Ökosystem

Basierend auf den technischen Anforderungen von konkreten Anwendungsfällen, treibt GAIA-X die Konsolidierung gemeinsamer Ontologien für Interoperabilität und Programmierschnittstellen von sektorspezifischen und sektorenübergreifenden Dataspaces im Sinne der EU-Datenstrategie voran. Dies wird die weitere Entwicklung von Services der nächsten Generation (Advanced Smart Services) fördern, wie z. B. Künstliche Intelligenz (KI), das Internet der Dinge (IoT) oder Big Data Anwendungen innerhalb und über Sektorengrenzen hinweg.

Infrastruktur-Ökosystem

Föderierte Dienste bieten einen Mehrwert, wenn sie gemeinsame Standards für Transparenz und Interoperabilität beinhalten. GAIA-X leistet hierbei einen wertvollen Beitrag und bietet den Rahmen für Anbieter von Rechenzentren, Cloudlösungen, High Performance Computing (HPC) und sektorspezifischen Cloud- und Edge-Systemen, sich aufeinander abzustimmen. Dafür werden benutzerfreundliche Services entwickelt, die es ermöglichen, Anbieter zu identifizieren und unterschiedliche Angebote miteinander zu kombinieren.

Föderations Services

GAIA-X beschreibt die technischen Voraussetzungen, die nötig sind, um den Betrieb des GAIA-X-Ökosystems sicherzustellen. Die Konzeption folgt dabei den Prinzipien von Security by Design und Privacy by Design, um höchste Sicherheitsanforderungen und den Schutz der Privatsphäre zu gewährleisten.

GAIA-X bietet den Rahmen für Anbieter von Rechenzentren, Cloudlösungen, High Performance Computing (HPC) und sektorspezifischen Cloud- und Edge-Systemen, um sich aufeinander abzustimmen. Dafür werden benutzerfreundliche Services entwickelt, die es ermöglichen, Anbieter zu identifizieren und unterschiedliche Angebote miteinander zu kombinieren. 

Die technische Umsetzung der föderierten Services wird sich zunächst auf folgende Bereiche konzentrieren:
•    die Implementierung eines sicheren und föderierten Identitätsmanagements und die Schaffung von Vertrauensmechanismen (Security and Privacy by Design)
•    die Entwicklung von souveränen Daten-Services, die die Identität von Quelle und Empfänger der Daten gewährleisten und die Zugriffs- und Nutzungsrechte auf die Daten sicherstellen
•    die Bereitstellung eines nutzerfreundlichen Zugangs zu verfügbaren Anbietern, Knoten und Diensten, wobei die notwendigen Informationen durch den föderierten Katalog bereitgestellt werden
•    die Integration von bestehenden Standards, um die Interoperabilität und Portabilität zwischen Infrastruktur, Anwendungen und Daten sicherzustellen
•    die Einführung von Compliance Regeln sowie von Zertifizierungs- und Akkreditierungsangeboten
•    die Bereitstellung von Open-Source-Software und Standards, um Anbieter bei der Migration in eine sichere, föderierte und interoperable Infrastruktur zu unterstützen. 

Damit stellt GAIA-X eine zukünftige Dateninfrastruktur dar, die bei der Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE Berücksichtigung finden sollte. Weitere Informationen hierzu sind unter https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/gaia-x.html zu finden. 

2.4.    Onlinezugangsgesetz (OZG)

Das Gesetz zur Verbesserung des Onlinezugangs zu Verwaltungsleistungen (Onlinezugangsgesetz – OZG) verpflichtet Bund, Länder und Kommunen, bis Ende 2022 ihre Verwaltungsleistungen über Verwaltungsportale auch digital anzubieten. Insgesamt wurden knapp 600 gemäß OZG zu digitalisierende Verwaltungsleistungen (OZG-Leistungen) identifiziert. Im sogenannten OZG-Umsetzungskatalog sind die OZG-Leistungen in 35 Lebens- und 17 Unternehmenslagen gebündelt und 14 übergeordneten Themenfeldern (zum Beispiel "Familie & Kind" und "Unternehmensführung & -entwicklung") zugeordnet. Der OZG-Umsetzungskatalog orientiert sich dabei nicht an behördlichen Zuständigkeiten, sondern an der Nutzerperspektive von Bürgerinnen und Bürgern sowie Unternehmen.

Die OZG-Leistungen werden im Rahmen von zwei Digitalisierungsprogrammen online umgesetzt. Im „Digitalisierungsprogramm Bund“ werden alle Leistungen mit Regelungs- und Vollzugskompetenz beim Bund themenfeldübergreifend und in Verantwortung des Bundes digitalisiert. Die Leistungen mit Regelungs- und/oder Vollzugskompetenz bei den Bundesländern bzw. Kommunen werden im „Digitalisierungsprogramm Föderal“ digitalisiert. Mit Blick auf 2022 wird der Erfolg der Digitalisierungsprogramme nicht nur daran gemessen werden, ob alle Verwaltungsleistungen online verfügbar sind, sondern vor allem daran, wie hoch Akzeptanz und Nutzung bei Bürgerinnen und Bürgern sowie Unternehmen sind. Mit der Umsetzung des OZG findet hier ein Paradigmenwechsel statt: Das OZG-Zielbild stellt die Nutzerinnen und Nutzer in den Mittelpunkt. 

Der auf dem OZG basierende Portalverbund bildet die föderalen Strukturen ab. Dies bedeutet, dass die einzelnen Verwaltungsportale der Länder und des Bundes über jeweils eigene Basisdienste verfügen wie bspw. ePayment-Komponente oder Servicekonto. Ein Online-Gateway sorgt innerhalb des Portalverbundes für eine intelligente Verknüpfung der Portale und ermöglicht dadurch die Recherche von Leistungsbeschreibungen der Verwaltungsleistungen über alle Verwaltungsportale hinweg. Übertragen auf die Architektur der GDI-DE bedeutet dies, dass in allen Portalen von Bund und Ländern der gleiche Metadatenbestand recherchierbar wäre. Darüber hinaus verfügt der Portalverbund über eine einheitliche Komponente zum Suchen und Finden von Verwaltungsleistungen, welche von allen Verwaltungsportalen eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zum Geodatenzugangsgesetz (GeoZG), welches zusammen mit den Geodateninfrastrukturgesetzen der Länder die Grundlage für die GDI-DE darstellt, regelt das OZG bereits auf gesetzlicher Ebene, dass die Portale von Bund und Ländern zu verknüpfen sind. Im GeoZG wird von Verknüpfung nur im Zusammenhang des Zusammenwirkens von Metadaten, Geodaten, Geodatendiensten und Netzdiensten gesprochen. Eine „Verknüpfung der Portale“ in der GDI-DE könnte bspw. eine intelligente Verknüpfung der Metadatenportale darstellen. 

2.5.    Open Geospatial Consortium (OGC)

Das Open Geospatial Consortium (OGC) ist ein, 1994 gegründeter, Zusammenschluss aller relevanten GIS Anbieter, GIS Nutzer (Behörden, Firmen) und Verbände, der sich zum Ziel gesetzt hat, die Nutzung von GIS und Geodaten durch die Schaffung von Standards zu verbessern. Die Organisation bezeichnete sich bis 2004 als Open GIS Consortium.

Das OGC ist eine gemeinnützige Organisation, die die Entwicklung von raumbezogener Informationsverarbeitung (insbesondere Geodaten) auf Basis allgemeingültiger Standards zum Zweck der Interoperabilität festlegt. Die wichtigsten Standards sind:

•    Simple Feature Specification
•    Geography Markup Language- GML (eine auf XML basierende Beschreibungsspezifikation für Geodaten)
•    Web Mapping Standards (WMS)
•    Web Feature Standards (WFS)

Das OGC hat etwa 130 Mitglieder (GIS-Anbieter, Dienstleister, IT- und DB-Firmen, Datenlieferanten, Universitäten). Die Mitgliedschaft im OGC ist kostenpflichtig. Das registrierte Markenzeichen ist 
OpenGIS. Auch große IT-Unternehmen, wie Microsoft und IBM gehören dem OGC an.

Die Entwicklung offener Standards beruht auf der Basis frei verfügbarer Spezifikationen, die von abstrakten Beschreibungen des Aufbaus, der Komponenten und der Funktionsweise eines dienstebasierten GIS im Sinne des OGC bis hin zu detaillierten Spezifikationen der Implementation der Dienste reichen. Hierbei wird jedoch nicht die konkrete Umsetzung der Software vorgeschrieben, sondern die verschiedenen Schnittstellen eines Dienstes, dessen Eigenschaften und Verhalten festgelegt. Mit dem dienstebasiertem Konzept des OGC wird ein Umschwung in der GIS-Entwicklung von monolithischen Systemen zu verteilten interoperablen Diensten (auch Webservices genannt) bewirkt.

Unter der Bezeichnung OWS (OGC Web Service) werden folgende Dienste zusammengefasst:
•    CSW - Catalogue Service for the Web
•    WCS - Web Coverage Service
•    WFS - Web Feature Service
•    WMS - Web Map Service
Für den Austausch, die Beschreibung und die Speicherung von Geometrien und den zugehörigen Attributen ist der XML-Dialekt GML (Geography Markup Language) entwickelt worden. 
Zentrale Treiber der Standardisierungs-Arbeit sind die technologische Entwicklung sowie die Beteiligung der Communities. Wichtig ist dabei, dass die Nutzer der auf den Standards basierenden Software mit „State-of-the-Art“-Technologien arbeiten können. Entscheidend ist dabei jedoch auch, dass durch die Nutzung von standardkonformen Schnittstellen Backends langfristig stabil betrieben werden können, obwohl sich die Frontend-Anwendungen an kurzfristigen technologischen Entwicklungen orientieren. Aktuell wird an der Implementierung des neuen Standard OGC API - Features, dem Nachfolger des Web Features Service (WFS) gearbeitet, der somit einen Paradigmenwechsel in der Bereitstellung von Geodaten darstellt. 

2.6.    INSPIRE

INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe (INSPIRE) steht für das Vorhaben, eine gemeinsame Geodateninfrastruktur in Europa aufzubauen. Das Europäische Parlament und der Rat verabschiedeten dazu die Richtlinie 2007/2/EG. Diese trat am 15. Mai 2007 in Kraft und wurde inzwischen von den Mitgliedstaaten in nationales Recht umgesetzt. Die INSPIRE-Richtlinie definiert den rechtlichen Rahmen für den Aufbau der europäischen Geodateninfrastruktur. Fachliche und technische Einzelheiten regelt die EU in Durchführungsbestimmungen, die für die Mitgliedstaaten direkt rechtlich verbindlich sind. In der Praxis fordert INSPIRE eine einheitliche Beschreibung der Geodaten und deren Bereitstellung im Internet, mit Diensten zur Suche, Visualisierung und zum Download. Auch die Daten selbst müssen in einem einheitlichen Format vorliegen.  Die weitere Entwicklung von INSPIRE ist daher essenziell für die Strategie zur Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE. Das INSPIRE Committee hat für die Weiterentwicklung und Begleitung der Umsetzung von INSPIRE mit der Maintenance and Implementation Group (MIG) ein Gremium eingesetzt, welches unter anderem zur Aufgabe hat, Probleme bei der Implementierung von INSPIRE zu identifizieren und Lösungsvorschläge zu erarbeiten. Darüber hinaus werden neue Standards auf ihre Übertragbarkeit für die INSPIRE-Umsetzung geprüft und Umsetzungsvorschläge formuliert. Derzeit befindet sich bspw. eine INSPIRE-konforme Umsetzung des Spatial Data on the Web Standards des OGC in Bearbeitung. Dabei soll insbesondere auch ein Community-basierter Ansatz zur Entwicklung entsprechender Vorgaben angewandt werden, wie er bei der Standardisierung des OGC mittlerweile praktiziert wird.
Die Weiterentwicklung von INSPIRE ist für Architektur der GDI-DE maßgeblich, da eine gesetzliche Pflicht besteht, die INSPIRE-Vorgaben auf nationaler Ebene umzusetzen.

2.7.    Nationale Geoinformations-Strategie

Von zentraler Bedeutung für die Weiterentwicklung der GDI-DE und insbesondere ihrer Architektur ist die Betrachtung der Nationalen Geoinformations-Strategie (NGIS). Dabei stellt die NGIS eine Ergänzung zur Nationalen eGovernment-Strategie (NEGS) dar und ist im Sinne einer Vision als Referenz im Geokontext in die Digitalisierungsbestrebungen in Deutschland eingebettet. 

Der NGIS folgend sollen Geoinformationen:
•    für alle raumbezogenen Entscheidungsprozesse wirkungsvoll einsetzbar sein,
•    in vollem Umfang wirtschaftlich erhoben und wertschöpfend genutzt werden sowie
•    helfen, nationale und lokale Interessen zu unterstützen und Verpflichtungen zu erfüllen. 

Dabei werden in der NGIS insgesamt 6 strategische Zielbereiche betrachtet. Diese sind: Zielbereich A: Nutzen für Bürger, Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung, Zielbereich B: Wirtschaftlichkeit und Effizienz, Zielbereich C: Transparenz und gesellschaftliche Teilhabe, Zielbereich D: Datenschutz und Datensicherheit, Zielbereich E: Zukunftsfähigkeit und Nachhaltigkeit und Zielbereich F: Leistungsfähige IT-Unterstützung. Die in den Zielbereichen definierten Ziele müssen bei der Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE beachtet werden. Insbesondere sind dabei die idealisierten Ziele aus dem Zielbereich F näher zu berücksichtigen. 

Die in der NGIS im Zielbereich F definierten Ziele sind:
•    Geoinformationen werden über leistungsfähige IT-Infrastrukturen bereitgestellt und genutzt
•    Geoinformationen werden auf Basis allgemein anerkannter Regeln interoperabel bereitgestellt und
•    Nationale Komponenten sichern die zentrale Erschließung von Geoinformationen.

In der weiteren Befassung werden bei den künftigen Aktivitäten der GDI-DE die Ziele der NGIS berücksichtigt, bspw. im Maßnahmenplan der Architektur der GDI-DE. Zudem besteht nunmehr ein konkret definiertes Handlungsfeld zur Ausrichtung des Architekturkonzeptes auf die Ziele der NGIS.

3 Organisation der GDI-DE

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