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Datenbanktechnologie

Die Kernkompetenz der CPA Software ist das Management von großen bis sehr großen Datenbeständen. Daten mit und ohne Raumbezug werden anhand internationaler Normen und Standards (ISO/OGC) flexibel organisiert und über Standard-Datenbanksysteme zur Verfügung gestellt.

Unter dem Namen SupportGIS-Technologie hat sich diese Technologie in dem Markt etabliert. Zahlreiche Kunden aus der Industrie und der öffentlichen Verwaltung nutzen SupportGIS-Technologie zur Administration und zur Verbreitung ihrer Daten im Intranet und Internet. Die Einhaltung der aktuellen Standards zur Sicherheit in der Informationstechnologie ist dabei selbstverständlich. Somit lassen sich auch unternehmenskritische Daten gezielt vor den unberechtigten Zugriffen Dritter schützen.

Geodatabase einmal anders

Eine geringe Anzahl von Herstellern sogenannter Geoinformationssysteme ist zugleich auch der Produzent von Geodatenbanken. Nahezu alle diesbezüglich vorhandenen Datenbanksysteme sind jedoch eng mit den darauf aufbauenden Geoinformationssystemen verknüpft. Damit verbunden ist jedoch eine unmittelbare Abhängigkeit von dem jeweiligen Hersteller des Geoinformationssystems und seiner Geodatenverwaltung.

Seit einigen Jahren ist jedoch – bezogen auf den aktuellen Stand der Technik bei den Geodatenbanken – eine Trendwende zu beobachten. Maßgeblichen Einfluss haben die internationalen Bemühungen des Open Geospatial Consortiums (OGC) zur Normierung und zur Standardisierung der Beschreibung von und des Zugriffs auf Geodaten.

Üblicherweise wird seitdem die Strategie verfolgt, Geodatenbanken und Client-Systeme über webbasierte Services für die Speicherung und den Rückgriff auf mehrdimensionale Geodaten zu koppeln. Allgemeine Grundlagen bilden die Normierungen der ISO-Normenreihe 19100 (XML) und die Spezifikationen der OGC (GML). Der Anwender „erwirbt“ mit diesem Ansatz eine produktneutrale Beschreibung seiner Geodaten sowie die weitgehende Unabhängigkeit seiner Anwendung von der verwendeten Geodatenverwaltung und den darunter liegenden kommerziellen, meist objektrelationalen Datenbanksystemen wie Oracle oder PostgreSQL.

Die wohl am weitesten fortgeschrittene Umsetzung einer ISO/OGC-konformen Geodatenverwaltung wird derzeit von der CPA Software zur Verfügung gestellt. Die Grundlage dieser unter dem Namen SupportGIS-Technologie bekannten deklarativen Beschreibung von Geodatenmodellen in objektrelationalen Datenbanken bilden die sich aus der Modellbeschreibung UML ableiten lassenden XML Metadata Interchange (XMI)-Dateien. Deren Interpretation sorgt für eine generische SQL-Tabellenstruktur, die für den schreibenden und lesenden Zugriff über ebenfalls in der Datenbank gespeicherte Metadaten decodiert wird. Im Kern verwaltet diese Geodatenverwaltung Vektor-, Raster- und sonstige Geländemodelldaten, Satellitendaten und Luftbilder sowie Metadaten zu den Geodaten. Eine Besonderheit ist zudem die implizite Fähigkeit zur Abbildung temporaler Eigenschaften der Geodaten (mit einer Versionierung und Historisierung auf der Ebene von Objekten und Attributen) sowie die grundsätzliche Eignung zur Aufnahme dynamischer Modelldaten während einer Simulation mit deren semantischen und geometrischen Eigenschaften. Obligatorisch ist natürlich auch die Unterstützung der üblichen Koordinatensysteme in Verbindung mit der gegenseitigen Transformation entsprechend referenzierter Geodaten.

Mithilfe dieser Strategie kann die Geodatenverwaltung auf unterschiedliche raumbezogene Geo-und Modelldatenmodelle eingerichtet werden – und somit auch auf die individuellen Anforderungen unterschiedlicher Projekte reagieren. Für den webbasierten Zugriff auf diese Daten stellt die SupportGIS-Technologie zugleich diverse OGC-konforme Services zur Verfügung, z.B. Web Feature Service Transactional (WFS-T), Web 3D Service (W3DS), Web Map Service (WMS) und Web Covarage Service (WCS).

Dabei hilft es, dass sich die in einem Vorhaben konzipierten Datenmodelle in verschiedenen Datenbanksystemen abbilden und sich über den vorgenannten Software-Kernel wieder nach außen einheitlich zusammenführen lassen. Dieser Ansatz unterstützt auch die Speicherung der Geodaten auf unterschiedlichen physikalischen Devices, Datenbanksegmenten bzw. Cluster. So kann je nach Datentyp und Datenmenge die leistungsstärkste Form der zur Verfügung stehenden Hardware-Architektur gewählt werden. Dies schließt ebenso die reine Verwaltung von Daten im RAM des Computers mit ein.

Diese Technologie ist die Basis für eine Vielzahl von raumbezogenen Anwendungen (ALKIS, ATKIS, Kommunales GIS, Bodenordnung, Simulationssysteme, …). Ein Software-Entwickler kommuniziert mit dieser Geodatenverwaltung grundsätzlich über eine einheitliche und seinem Realweltmodell entsprechende Zugriffsarchitektur. Dies geschieht über den objektorientierten JAVA-Software-Kernel der Geodatenverwaltung, die darauf aufsetzenden ISO/OGC-konformen Services oder unmittelbar per Standard-SQL auf dem Datenbanksystem. Dadurch kann der Entwickler die unterschiedlichen Datenbestände seines Vorhabens einheitlich in seiner Anwendung führen und somit den dauerhaften Bestandsschutz seiner Arbeit erreichen. Dabei ist er von der reinen physikalische Datenverwaltung der Geodaten entkoppelt; seine Anwendung nimmt automatisch Anteil an der fortschreitenden Entwicklung der Computer- und Datenbanktechnologie.

Damit stellt die SupportGIS-Technologie eine flexible und leistungsstarke raumbezogene Geodatenverwaltung zur Verfügung. ISO/OGC-konforme Normen und Standards finden durchgängig auf den verschiedenen Ebenen dieser Technologie ihre Anwendung – bei der Datenmodellierung und dem daraus folgenden Ableiten der Datenbankstrukturen, beim Datenzugriff per Software-Kernel oder idealerweise per ISO/OGC-konformer Services.

Das Ergebnis ist ein offenes, herstellerunabhängiges Konzept einer etwas anderen Geodatabase.