Seitenhistorie

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2.1.2 Fachliche Konzeption

→ TODO: Grobmodell zu den allgemeingültigen Datenstrukturen des envVisio-Ansatzes (S4D)

2.1.3 DV-technische Konzeption (S4D)

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Das Schaubild zeigt die entworfene Systemarchitektur mit ihren Komponenten und deren Verzweigungen.

Links sind identifizierte Quelldaten mit ihren Formaten und fachlichen Inhalten aufgeführt.

Der envVisio Import stellt Funktionen bereit, um diese Quelldaten in die Datenhaltung der Plattform zu überführen. In ETL-Prozessen (extract/transform/load) werden die als relevant identifizierten Informationen aus den Formaten der Rohdaten herausgelöst (extract), in das envVisio Datenmodell überführt (transform) und in die Datenbank geladen (load). Unabhängig von Format und Komplexität der Quelldaten werden immer dieselben Schritte durchlaufen.

Mittig angeordnet ist die zweistufige Datenhaltung der envVisio Plattform, die technisch im Kern auf einer PostgreSQL-Datenbank basiert und durch das envVisio Datenmodell strukturiert und gesteuert wird. Die linke Seite stellt das Realitätsmodell dar, das in einer allgemeingültigen atomaren Datenstruktur die Daten verwaltet. Die rechte Seite zeigt das Anwendungsmodell, das Sichten auf die Daten aufnimmt und diese zu Szenarien zusammenfasst.

Über eine Schnittstelle sind die Fachapplikationen der SCOPELAND-Software zugänglich. Sie können genutzt werden, um die Daten zu visualisieren, Analysen durchzuführen und in mit SCOPELAND kreierten Fachanwendungen zu verarbeiten. Die generischen Datenmodelle von SCOPELAND und envVisio greifen ineinander und ermöglichen einen effizienten und konzeptuell idealen Datenaustausch.

Aus der Datenhaltung heraus ist eine breite Palette an Datenbereitstellungen möglich.

In allen Fällen gewährleistet eine Zugriffskontrolle auf der Basis einer Rollen- und Rechteverwaltung, dass Daten nur dem für sie autorisierten Kreis an Nutzenden zugänglich sind.

Von den definierten Sichten in der zweiten Stufe der Datenhaltung ausgehend, können Standardformate und -dienste realisiert werden, z. B. Download Services à la INSPIRE. Die Daten werden in der Sicht gemäß dem zu erzeugenden Datenmodell strukturiert (z. B. zum INSPIRE-Annexthema road transport network). Dann wird mittels eines Transformationstools ein entsprechendes (XML-)Dokument erzeugt. Diese Dokumente können über einen simplen Atom Feed bereitgestellt werden.

Eine universelle, robuste und leicht zugängliche Bereitstellung ist der envVisio Service unten rechts im Bild, der sich dynamisch an die Datenhaltung anpasst und alle darin verfügbaren Daten anbietet. Er bietet eine standardisierte Schnittstelle für weiterverarbeitende Software. Auch ein manueller Zugriff mittels eines Browsers ist möglich, die Daten können in aggregierter Form heruntergeladen werden. Aufgrund seines großen Funktionsumfanges kann er als eigenständiges (stand alone) Open Data Portal fungieren.

Wenn die Komponenten technisch ausgereift sind, können sie in ein umfassendes Prozessmanagement integriert werden. Dieses erlaubt es, die einzelnen Schritte von Import bis Datenbereitstellung zu synchronisieren und flexibel aufeinander abzustimmen. Auf diese Weise könnten z. B. automatische Updates der Daten so definiert werden, dass sie ohne manuelle Eingriffe im ganzen System übernommen werden.

2.1.4 Systemspezifikation und -architektur (S4D)

envVisio ist ein Data Warehouse, das Daten aus verschiedensten Quellen, Formaten, Fachverfahren und Anwendungen zusammenführt und harmonisiert. Dieses Data Warehouse bildet mit seinen Kompnenten einen Teil der für envVisio-GI spezifizierten Systemarchitektur.

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Das zugrundeliegende Datenmodell ist auf Umwelt- und Geodaten zugeschnitten, wobei das gesamte Spektrum unserer Umwelt abgebildet werden kann: Betrachtungsobjekte (z. B. georeferenzierte Daten, Verkehrs-, Ver- und Entsorgungsnetze, (Schutz-) Gebiete, Bebauungspläne, Gebäude), Prozesse in unserer Umwelt (z. B. Emissionen, Immissionen, Störungen, Havarien, Produktion und Konsumtion), Handlungen zur Bewertung, Messung, Steuerung und Regulierung (z. B. Genehmigungen, Messungen, Planungen) und Werte (z. B. Messwertreihen, Rasterkarten, Bewertungsergebnisse). Auf Grundlage dieses umfassenden Modells können heterogene Datenquellen in einem einzigen Datenpool verwaltet werden.

envVisio konkurriert nicht mit Fachapplikationen, sondern stellt die Daten der einzelnen Fachverfahren in einen gemeinsamen Kontext mit gegenseitigen Verweisen. Dadurch entsteht eine neue Qualität themenübergreifend harmonisierter Daten. envVisio kann ergänzend in vorhandene Infrastrukturen eingebunden werden. Im Hintergrund können Daten aus Fachapplikationen importiert oder für diese bereitgestellt werden. envVisio kann als einfach zu bedienende und robuste Schnittstelle für Open Data fungieren.

Kern der envVisio Plattform ist die Datenhaltung. Sie ist zweistufig gegliedert (Simplex zur Datenhaltung entsprechend der Doppeltetraederstruktur und Szenario zur Bildung von Anwendersichten). Um sie herum gruppieren sich notwendige Tools: der Import zum Einspielen der Daten, eine Visualisierungskomponente zum Anschauen der eingespielten Daten und ein Service zur Bereitstellung der Daten.

envVisio Import: Über den Loaderkönnen Dokumente in einer Reihe von Formaten auf den Server geladen und in die Datenbank eingespielt werden. Aktuell werden (Geo)JSON, CSV, shapefiles und XML/GML unterstützt. Der Loader kann auch API-Features-Dienste (wie z. B. das Open Data Portal Dresden) ansteuern und deren Daten automatisiert abfragen. Über ein Interface werden die Daten in die Doppeltetraederstruktur transformiert/konvertiert und in das Simplex geladen. Hier findet eine erste inhaltliche Auseinandersetzung mit den Daten statt. Da das envVisio Datenmodell mit einfachen, wiederkehrenden Strukturen arbeitet, ist die Zuordnung (oft auch als Mapping bezeichnet) überschaubar und wiederholt sich. Wesentlich ist beim Konvertieren auch die Definition der Verbindungen zwischen den Datensätzen, die über die Identifikation von Fremdschlüsseln umgesetzt wird.

envVisio Simplex: Die Kernkomponente des envVisio zur Datenhaltung in den objektorientierten und graphenbasierten Strukturen des Doppeltetraeders. Sie gewährleistet die Konsistenz des Modells und ermöglicht eine effiziente und langfristige Verwaltung der Daten und Metadaten.

envVisio Szenario: Über ein Interface können Sichten auf die im Simplex verwalteten Daten definiert werden. Die Sichten können fachliche Vorgaben umsetzen (z. B. für INSPIRE, XÖV oder WRRL), die spezifische Perspektive einer* Akteur*In auf die Daten darstellen, oder rein explorativer Natur sein. Die einheitliche Grundstruktur des Datenmodells garantiert einen Zugriff auf die Daten, der leicht zu erlernen ist und auf wenigen Operationen basiert, dabei aber die Daten flexibel verarbeiten kann. Mehrere Sichten können zu einem Szenario gebündelt werden. Szenarien repräsentieren Anwendungsfälle.

envVisio Visualisierung: Die Visualisierungskomponente hilft, einen Überblick über die vorhandenen Daten und ihre Verknüpfungen zu erhalten und Anregungen für die Definition von Sichten bzw. Szenarien zu gewinnen. Weiter bietet sie eine graphische Unterstützung für das Bilden neuer Szenarien. Sie arbeitet anders als herkömmliche Geodatenviewer, denn es ist z. B. keine Layerdefinition und -auswahl mehr vorzunehmen. Alle betroffenen Objektklassen können direkt angezeigt werden. Es ist möglich, zwischen den Objektklassen entlang ihrer Verbindungen zu wechseln (z. B. von einem Gewässer zu den zugeordneten Messstellen, zur Adresse, weiter zur Straßenkante, von dort dann ggf. auf in der Straße gemessene Verkehrsmengen, auf Schutzgebiete …). Die Visualisierung ist möglichst barrierearm gestaltet und setzt insbesondere kein fachspezifisches Wissen voraus. Auf diese Weise kann eine breitere Gruppe von InteressentI*nnen (z. B. den Bürger*Innen, Besucher*Innen der Kommunen, Suchenden von Objekten) zur Nutzung der Daten eingeladen werden

envVisio Service: Über den Service können alle Daten in envVisio selektiert werden und stehen zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Der Dienst implementiert API-Features (Core), den ersten der neuen Dienstestandards des OGC, der in wesentlichen Aspekten auf REST beruht. Es eröffnet Chancen, den geoinformatischen Spezialbereich für ein breiteres Spektrum an Anwendungen und Akteur*Innen zu öffnen. Das ist insbesondere für die Weiterverarbeitung von Umweltdaten interessant, denn es macht die Daten für Amateur*Innen, Ehrenamtliche und professionelle Nutzer*Innen aus anderen Fachrichtungen zugänglich.

2.1.5 Konzeption zur Einführung des Systems und zur Qualitätssicherung 

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2.2.2 Ausführen der Datenimporte

→ TODO: Schritte des Datenimports, Darstellung der Feedbackschleifen (S4D)

• Analyse der Rohdaten, Erstellen der Importspezifikationen
• Laden der Rohdaten in die Datenbank
• Konvertierung in das envVisio Datenmodel und damit auch Aufnahme in den zentralen Datenpool
• interne QS, Plausibilitätskontrollen, Kontrolle der inhaltlichen und strukturellen Korrektheit
• im envVisio Service zugänglich

→ TODO: Anhang mit Auflistung der importierten Datenquellen (S4D)

2.3 Datenhaltungskomponente [MOSS]

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