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Bezeichnung | Architektur der GDI-DE – Ziele und Grundlagen |
Autor | Arbeitskreis Architektur |
Erstellt am | 0715.11.2023 |
Bearbeitungsstand | ☐ In Bearbeitung |
☒ Vorgelegt | |
☐ Abgestimmt | |
Dokumentablage | Kollaborationsplattform GDI-DE |
Beteiligte | Astrid Feichtner (Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung Bayern) 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 Bayern) 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 | 0715.11.2023 | Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | AK Architektur |
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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 |
FITKO | Föderale IT-Kooperation |
GAIAGaia-X | Initiative für Daten- und Dienstevernetzung in Europa |
GDI-DE | Geodateninfrastruktur Deutschland |
GeoNutzV | Verordnung zur Festlegung der Nutzungsbestimmungen für die Bereitstellung von Geodaten des Bundes |
GML | Geography Markup Language |
HTML | Hypertext Markup Language |
HTTP | Hypertext Transfer Protocol |
HVD | High Value Datasets |
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 |
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 |
OZG | Onlinezugangsgesetz |
W3C | World Wide Web Consortium |
WMS | Web Map Service (Kartendienst im Internet) |
XML | Extensible Markup Language |
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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.
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Das Projekt GAIAGaia-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. GAIAGaia-X wurde 2019 vorgestellt und wird in Deutschland unter anderem von Vertretern der deutschen Bundesregierung, Wirtschaft und Wissenschaft getragen.
GAIAGaia-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 GAIAGaia-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 GAIAGaia-X eine Brücke für unterschiedlichste Ökosystem-Anwender.
GAIAGaia-X fördert die Konsolidierung gemeinsamer Ontologien und Programmierschnittstellen für Dataspaces, um die Interoperabilität von sektorspezifischen und sektorenübergreifenden Daten zu verbessern. Dies ermöglicht die Entwicklung fortschrittlicher Dienste der nächsten Generation, darunter Künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge und Big Data Anwendungen über Sektorgrenzen hinweg.
Im Bereich der Infrastruktur schafft GAIAGaia-X einen Rahmen, um Anbieter von Rechenzentren, Cloudlösungen, High Performance Computing und sektorspezifischen Cloud- und Edge-Systemen miteinander abzustimmen. Hierbei spielen gemeinsame Standards für Transparenz und Interoperabilität eine entscheidende Rolle.
GAIAGaia-X setzt auf höchste Sicherheitsstandards und den Schutz der Privatsphäre (Security by Design und Privacy by Design) und definiert die technischen Voraussetzungen, um den Betrieb des GAIAGaia-X-Ökosystems sicherzustellen.
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Sicheres und föderiertes Identitätsmanagement: Dies gewährleistet Vertrauensmechanismen und Sicherheit in Bezug auf Identitäten.
Souveräne Daten-Services: Diese sichern die Identität von Datenquellen und -empfängern und gewährleisten Zugriffs- und Nutzungsrechte.
Nutzerfreundlicher Zugang zu Anbietern und Diensten: Dies wird durch einen föderierten Katalog ermöglicht, der notwendige Informationen bereitstellt.
Integration bestehender Standards: Um Interoperabilität und Portabilität zwischen Infrastruktur, Anwendungen und Daten sicherzustellen.
Einführung von Compliance-Regeln, Zertifizierungs- und Akkreditierungsangeboten: Um die Qualität und Sicherheit der Dienste zu gewährleisten.
Bereitstellung von Open-Source-Software und Standards: Um Anbieter bei der Migration in eine sichere, föderierte und interoperable Infrastruktur zu unterstützen.
GAIAGaia-X schafft somit die Grundlagen für eine sichere, interoperable und datengesteuerte Zukunft, in der verschiedene Dienste und Datenquellen effektiv zusammenarbeiten können. Damit stellt GAIAGaia-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.
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Die Architektur der GDI-DE ermöglicht durch entsprechende Konzepte die Einbettung in Dateninfrastrukturen wie GAIAGaia-X.
Ziel Z-7: Die Architektur der GDI-DE fördert das Open Data Prinzip
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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. |
GAIAGaia-X | GAIAGaia-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. |
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