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Dieses Dokument gibt eine Übersicht über die technischen Aspekte der Architektur der Geodateninfrastruktur Deutschland (GDI-DE). Es verweist u. a. auf Normen, Standards und Spezifikationen sowie detaillierende Dokumente. Als Einführung in die grundlegenden Aspekte der Architektur der GDI-DE dient das Dokument Architektur der GDI-DE – Ziele und Grundlagen. |
View file | ||||
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Bezeichnung | Architektur der GDI-DE – Technik |
Autor | Arbeitskreis Architektur |
Erstellt am | 02.02.2023 |
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) Nicole Heinrich (Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen Berlin) Dieter Heß (Ministerium für Landesentwicklung und Wohnen Baden-Württemberg) Tillmann Lübker (Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg) 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 (Gst. GDI-NW, Bezirksregierung Köln) Markus Schaffert (Hochschule Mainz) Anja Schupp (Hessisches Landesamt für Bodenmanagement und Geoinformation) Markus Seifert (Gst. GDI-Bayern, 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) |
...
Version | Datum | Änderung | Autor |
0.1 | 28.03.2013 | Erstfassung des Dokumentes zur Abstimmung im AK Architektur | AK Architektur |
0.8 | 14.08.2013 | Einarbeitung der Kommentare aus informellen Review, alle Kapitel | AK Architektur |
0.13 | 20.11.2013 | Einarbeitung der Kommentare aus öffentlichem Review, alle Kapitel | AK Architektur |
3.0.0 | 25.11.2013 | Aufbereitung als Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | AK Architektur |
3.0.0 | 25.02.2014 | Beschluss im LG | Kst. GDI-DE |
3.1.0 beta | 10.10.2014 | Aufbereitung als Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | AK Architektur |
3.1.0 | 26.11.2014 | Beschluss im LG GDI-DE | Kst. GDI-DE |
3.2.0 beta | 23.10.2015 | Fortschreibung als Vorlage zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | AK Architektur |
3.2.0 | 27.01.2016 | Beschluss Nr. 92 im LG GDI-DE | Vorsitz LG |
3.3.0 beta | 22.04.2016 | Änderungsvorschlag bzgl. Geokodierung | AK Architektur |
3.3.0 | 01.08.2016 | Beschluss Nr. 96 im LG GDI-DE | Vorsitz LG |
3.4.0 beta | 10.10.2018 | Anpassungsvorschlag bzgl. VV GDI-DE sowie Fortschreibung der Geostandards | AK Architektur |
3.4.0 | 10.01.2019 | Beschluss Nr. 119 im LG GDI-DE | Vorsitz LG |
3.4.1 | 01.10.2019 | Redaktionelle Änderungen | AK Architektur |
4.0.0 alpha | 10.08.2021 | Vorlage zur Weiterentwicklung der Architektur der GDI-DE - Technik, Version 4.0 | AK Architektur |
4.0.0 beta | 12.12.2022 | Vorlage Architektur der GDI-DE - Technik, Version 4.0 zur Beschlussfassung im LG GDI-DE | AK Architektur |
4.0.0 | 02.02.2023 | Beschluss Nr. 159 im LG GDI-DE | Vorsitz LG |
Inhalt
3DPS | 3D Portrayal Service |
AAA | AFIS-ALKIS-ATKIS-Anwendungsschema für Geobasisdaten |
AAI | Authentifizierungs- und Autorisierungsinfrastruktur |
AdV | Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland |
AF | Anwendungsfall |
AFIS | Amtliches Festpunktinformationssystem |
AK | Arbeitskreis |
ALKIS | Amtliches Liegenschaftskatasterinformationssystem |
API | Application Program Interface |
ATKIS | Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem |
CEN | Comité européen de normalisation (European Committee for Standardization; Europäisches Komitee für Normung) |
CRS | Coordinate Reference System |
CSW | Catalogue Service |
DCP | Distributed Client Platform |
EG | Europäische Gemeinschaft |
EPSG | European Petroleum Standards Group |
ETRS89 | European Terrestrial Reference System (1989) |
ETRS89/LAEA | European Terrestrial Reference System (1989)-Lambert Azimuthal Equal Area |
ETRS89/LCC | European Terrestrial Reference System (1989)/Lambert Conformal Conic |
ETRS89/TM | European Terrestrial Reference System (1989)/Transverse Mercator |
EVRF | Europäisches Vertikales Referenzsystem |
GDI-DE | Geodateninfrastruktur Deutschland |
GEOSS | Global Earth Observation System of Systems |
GeoXACML | Geospatial eXtensible Access Control Markup Language |
GeoZG | Gesetz über den Zugang zu digitalen Geodaten (Geodatenzugangsgesetz) |
GIS | Geoinformationssystem |
GIF | Graphics Interchange Format |
GML | Geography Markup Language |
GSDI | Global Spatial Data Infrastructure |
GUI | Graphic User Interface |
HTTP | Hypertext Transfer Protocol |
HTTPS | Hypertext Transfer Protocol Secure |
IDMVU | Infrastruktur-Daten-Management für Verkehrsunternehmen mit Schieneninfrastruktur |
IdP | Identity-Provider |
IETF | Internet Engineering Task Force |
INSPIRE | Infrastructure for Spatial Information in the European Community |
IOC-TF | Initial Operating Capability – Task Force |
IoT | Internet of Things |
ISO | International Organization for Standardization (Internationale Organisation für Normung) |
ISO/TS | International Organization for Standardization/Technische Spezifikation |
JRC | Joint Research Centre |
JSON | JavaScript Object Notation |
KML | Keyhole Markup Language |
Kst. | Koordinierungsstelle |
LEFIS | Landentwicklungs-Fachinformationssystem |
LG | Lenkungsgremium |
NTK | Nationale Technische Komponenten |
O&M | Observation and Measurement |
OAI-PMH | Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting |
OAPIF | OGC API - Features |
OASIS | Organization for the Advancement of Structured Information Standards |
OGC | Open Geospatial Consortium |
OKSTRA | Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen |
OSI | Open Systems Interconnection Model / OSI-Referenzmodell |
OWS | OGC Web Services |
PNG | Portable Network Graphics |
RDF | Resource Description Framework |
REST | Representational State Transfer |
SAGA | Standards und Architekturen für E-Government-Anwendungen |
SAML | Security Assertion Markup Language |
SE | Symbology Encoding |
SLD | Styled Layer Descriptor |
SOA | Service-oriented Architecture |
SOAP | Simple Object Access Protocol |
SPARQL | SPARQL Protocol And RDF Query Language. |
STA | SensorThings API |
TIFF | Tagged Image File Format |
TLS | Transport Layer Security |
URI | Uniform Resource Identifier |
UTM | Universal Transverse Mercator |
VV | Verwaltungsvereinbarung |
WCS | Web Coverage Service |
WFS | Web Feature Service |
WFS-G | Web Feature Service – Gazetteer |
WGS84 | World Geodetic System (1984) |
WMC | Web Map Context |
WMS | Web Map Service |
WMTS | Web Map Tile Service |
WNS | Web Notification Service |
WPS | Web Processing Service |
WS-S | Web Service Security |
XACML | eXtensible Access Control Markup Language |
XML | eXtensible Markup Language |
XSD | XML Schema Definition Language |
...
Die Architektur der GDI-DE ist eingebettet in die organisatorischen und regulatorischen Rahmen-bedingungen Rahmenbedingungen der Bund-Länder-Kooperation der GDI-DE. 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".
Hinzu kommt, dass die Architektur der GDI-DE, Version 4.0 aufgrund der aktuellen Entwicklungen technisch einem gewissen Paradigmenwechsel in der Standardisierung des World Wide Web Consortium (W3C) und Open Geospatial Consortium (OGC) folgt bzw. folgen wird. Wichtige Ziele sind dabei die Vereinfachung des Zugriffs auf verteilte Geodaten, sowie die einfachere Integrierbarkeit in beliebige Webanwendungen und Prozesse. Dazu gehört insbesondere der Standard OGC API-Features. Die neue API-zentrierte Baseline der OGC Standards setzt dabei auf aktuelle technische Konzepte und bietet dadurch einen besseren Zugang zu den Nachbardomänen der GDI-DE. Die Umsetzung solcher Vorgaben besitzt zudem den Effekt, dass die GDI-DE technisch am aktuellen Stand orientiert ist und eine Öffnung zu Nachbardomänen ohne GDI-DE-Fachwissen relativ einfach ermöglicht wird, ohne dabei die Geo-IT-Domäne bei den Regelungen zu verlassen.
Hinzu kommt die Fragestellung, wie die Herausforderungen der Qualitätssicherung und des Monitorings in der GDI-DE und für INSPIRE in geeigneter Weise technisch unterstützt werden können. Hierzu wurde in der Architektur der GDI-DE, Version 4.0 ein Qualitätssicherungstool, der sog. GDI-DE Monitor eingeführt, für den gemäß den GDI-Kontaktstellen ein großer Bedarf besteht und den bisherigen Monitoring-Client der GDI-DE Registry ersetzt. Weitere Komponenten der Architektur, wie das Geoportal.de sollen zukünftig als Plattform weiterentwickelt sowie „Langzeitspeicherkomponenten" als Dezentrale Technische Komponenten der GDI-DE eingeführt werden.
Mit Beschluss der "Architektur der GDI-DE - Technik, Version 4.0" und der Einführung neuer Komponenten, wie dem GDI-DE Monitor, kann die Architektur der GDI-DE erfolgreich weiterentwickelt werden.
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Das Geoportal.de bietet als Plattform einen zentralen Zugang zu den Daten und Diensten der GDI-DE. Es trägt dazu bei, die dienstorientierte Architektur der GDI-DE umzusetzen und übergreifende Empfehlungen und Konzepte zu erproben. Darüber hinaus dient das Geoportal.de über den gesetzlichen Auftrag nach §19 GeoZG hinaus auch der unmittelbaren Nutzung von Geodaten durch Bereitstellung von Geo-Features (z.B. 3D-Ansicht).
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Abbildung 13: Komponentendiagramm Geoportal.de
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Name der Schnittstelle | Art | Beschreibung | Standard |
---|---|---|---|
Metadaten | benötigt | Geoportal.de greift über die Schnittstelle | Metadaten |
Geodaten einbinden | benötigt | Geodaten über Geodatendienste (z. B. Darstellungsdienste) im Geoportal.de einbinden | vgl. Kapitel 6.3, 6.4, u. a. |
Geoportal.de anbieten | stellt bereit | Nutzerschnittstelle (GUI) | vgl. Kapitel 6.1 |
Tabelle 6: Schnittstellen des Geoportal.de
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Der GDI-DE Monitor ist eine Komponente zur Unterstützung des Qualitätsmonitorings und Auswertung von Metadaten hinsichtlich definierter Qualitätsparameter. Mit Unterstützung des GDI-DE Monitor können Auswertungen zur Zugänglichkeit und Nutzbarkeit von Georessourcen erstellt werden sowie die Erfüllung von gesetzlichen Anforderungen (z. B. der INSPIRE-Richtlinie) durchgängig überwacht werden.
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Abbildung 15: Komponentendiagramm GDI-DE Monitor
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Tabelle 8: Schnittstellen der GDI-DE Monitor
Monitor-AF 1 „GDI-DE Monitor anbieten"
Die Ergebnisse des INSPIRE-Monitorings (Liste mit Ressourcen und Indikatoren) für alle Ressourcen aus Deutschland oder für eine bestimmte Auswahl an Ressourcen in einer Nutzeroberfläche (GUI) darzustellen
Zur Anzeige, Konfiguration und Speicherung von spezifischen Auswertungen sind Nutzerkonten für Katalogbetreiber, geodatenhaltende Stellen und weitere Akteure (z.B. Kst. GDI-DE, Kontaktstellen, AK der GDI-DE) bereitzustellen.
Integration der Harvesting-Zusammenfassung für Katalogbetreiber in den GDI-DE Monitor (vorgesehen)
Monitor-AF 2 „Tests ausführen"
Prüfung der Metadaten im Geodatenkatalog.de mit der GDI-DE Testsuite
Monitor-AF 3 „Metadaten verwenden"
Metadaten über Katalogschnittstelle importieren
Ergebnisse des Metadaten-Imports auswerten
Berechnung der Indikatorwerte für das INSPIRE-Monitoring gemäß der von der EU verwendeten Methodik für eine bestimmte Auswahl an Ressourcen (Ressourcen des Bundes, Ressourcen eines Landes, Ressourcen einer Kommune, Ressourcen einer geodatenhaltenden Stelle)
Für die im Geodatenkatalog.de verwendeten Metadaten:
Auflistung der Zeitpunkte des Harvestings in den Geodatenkatalog.de + letztes erfolgreiches Harvesting, Harvesting-Intervall, Anzahl geharvesteter Daten, Anzahl Veränderung im Vergleich zum letzten Harvesting (Hinzufügungen, Löschungen, Aktualisierungen)
Darstellung der Anzahl valider und invalider Daten beim letzten Harvesting (aufgeschlüsselt nach geharvesteten Katalogen, Datenbereitstellern)
Ableitung von Indikatoren zur Bewertung der Konformität, Qualität und Vollständigkeit der Metadaten im Geodatenkatalog.de bzw. in der GDI-DE.
Folgende Auswertungen werden im GDI-DE Monitor bereitgestellt:
Analyse der Monitoring-Ergebnisse: automatische Ableitung von Diagrammen, Grafiken (z.B. Karten) und Tabellen für alle erfassten Monitoring-Jahre
Für die Fehleranalyse werden von der EU (JRC) Fehlerlisten mit den Ergebnissen der Validierung der Metadatensätze herausgegeben ("Summary of metadata failing validation").
Auswertung der Flächendeckung (optional, Umsetzung wird geprüft)
Verfügbarkeit: 95 %
Zugriffszeit am Server: 3 Sekunden
Leistungsfähigkeit: 20 parallele Zugriffe pro Sekunde
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Dieses Verzeichnis beinhaltet alle in "Architektur der GDI-DE - Technik, Version 4.0.0" referenzierten Standards. Es wird zur Übersicht geführt und findet sich zusätzlich im Wiki der GDI-DE unter:
{+}https://wiki.gdi-de.org/display/Arch/Verzeichnis+GDI-DE+Standards+
Die Klassifizierung ist in Kapitel 2.1 auf Seite 13 erläutert und wird hier des besseren Übersicht halber erneut wiedergegeben:
Klassifikation | Beschreibung |
---|---|
GDI-DE- | Geostandards sind GDI-DE-grundlegend, wenn sie dem Stand der Technik entsprechen. Sie gewährleisten die für die Umsetzung der Architektur der GDI-DE erforderliche Interoperabilität, daher ist die Verwendung innerhalb der GDI-DE obligatorisch. |
GDI-DE- | Geostandards sind GDI-DE-auslaufend, wenn sie zuvor als GDI-DE-grundlegend klassifiziert waren, jedoch aufgrund der Weiterentwicklung des Stands der Technik überholt sind und durch aktuellere ersetzt werden können. Geostandards, die als GDI-DE-auslaufend klassifiziert sind, werden in einer der Nachfolgeversionen des Architekturkonzepts nicht mehr aufgeführt. Es wird deshalb empfohlen, sie nicht für Neuentwicklungen von Software und Systemen einzusetzen. |
GDI-DE- | Geostandards sind GDI-DE-optional, wenn es bereits praxiserprobte Umsetzungen gibt, diese aber eine zusätzliche Variante darstellen und auf gesicherten Erkenntnissen von Wissenschaft, Technik und Erfahrung basieren.In Bereichen, in denen mit optionalen Lösungsansätzen Interoperabilität in Teilen erreicht werden kann, ist diesen der Vorzug vor nicht in der Architektur berücksichtigten Geostandards zu geben. |
GDI-DE-unter- | Es gibt Anforderungen, die derzeit weder durch etablierte noch durch im laufenden Betrieb einsetzbare Geostandards bedient werden können. Die Entwicklungen zugehöriger Lösungsansätze sollen frühzeitig innerhalb der GDI-DE diskutiert werden und stehen unter Beobachtung. |
INSPIRE- | Metadaten, Geodaten und Geodatendienste, die im Geltungsbereich der INSPIRE-Richtlinie bereitzustellen sind, unterliegen den in den INSPIRE-Durchführungsbestimmungen und in den INSPIRE-Umsetzungsanleitungen oder INSPIRE GoodPractice Dokumenten genannten zusätzlichen Anforderungen. |
AK Geodaten. (2022). Interoperabilitätskonzept für Geodaten in der GDI-DE. Von https://www.gdi-de.org/download/AG_Geodaten_Interoperabilit%C3%A4tskonzept_Geodaten_GDI-DE.pdf abgerufen
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Bundesamt für Kartographie und Geodäsie
Richard-Strauss-Allee 11, 60598 Frankfurt am Main
mailbox@bkg.bund.de
{+}httphttps://www.bkg.bund.de+
Dieses Dokument kann kostenfrei unter www.gdi-de.org heruntergeladen werden.